Примем материал вала сталь Ст. 45, термообработка — улучшение, которая имеет механические характеристики: 128,8 мм; =690 МПа (табл.
3.3, [1]).
Результирующий коэффициент запаса прочности:
[s]=2,5,
где — коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
— коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
где — предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба;
=0,43=0,43*690=296,7 МПа;
— эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;
— масштабный фактор для нормальных напряжений;
— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности;
— амплитуда цикла нормальных напряжений;
— среднее напряжение цикла нормальных напряжений;
9,6 МПа;
— осевая сила отсутствует (с. 163, [1]);
1,08.
Радиус галтели определяем по рекомендациям конструирования валов r=1,5 мм (с. 168, [1]).
0,025;
1,98 (табл.
8.2, с. 163, [1]);
0,79 (табл.
8.8, с. 166, [1]);
0,97 (с. 162, [1]);
12.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
где — предел выносливости стали при симметричном цикле кручения;
=0,58=0,58*296,7=172,1 МПа;
— эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;
— масштабный фактор для касательных напряжений;
— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности;
— амплитуда цикла касательных напряжений напряжений;
— среднее напряжение цикла касательных напряжений;
==5,5 МПа
1,32 (табл.
8.2, с. 163, [1]);
0,67 (табл.
8.8, с. 166, [1]);
0,97 (с. 162, [1]);
0,1 (с. 166, [1]).
14,7.
Результирующий коэффициент запаса прочности:
=9,3 > [s]=2,5.
Условие прочности выполнено.
6. Расчёт теоретической долговечности подшипниковых опор
6.
1. Тихоходный вал
Подшипники подбираем по более нагруженной опоре D.
13 599 Н; .
Предварительно выбран шариковый радиальный однорядный подшипник:
подшипник № 218: 90×160×30, С=95,6 кН, 62 кН.
Эквивалентная нагрузка:
где X — коэффициент радиальной нагрузки; X=1 (табл. 9.18, [1]);
V — коэффициент, учитывающий вращение колец подшипника; V=1 (с. 117, [1], вращается внутреннее кольцо);
— коэффициент безопасности; =1,4 (табл. 9.19, [1], умеренные толчки, кратковременная перегрузка до 150% от номинальной);
— температурный коэффициент; =1 (табл. 9.20, [1]).
Y — коэффициент осевой нагрузки; Y=0 (табл. 9.18, [1]).
=(1*13 599*1+0*0)*1,4*1=19 039 Н.
Расчётная долговечность, млн. об.:
==127 млн.
об.
Расчётная долговечность, ч.:
==35 278 ч, что больше минимально допускаемого срока службы подшипников редуктора t=10 000 ч.
Таким образом, ранее выбранный подшипник 218 проверку проходит.
6.
2. Быстроходный вал
Подшипники подбираем по более нагруженной опоре B.
6855 Н; .
Предварительно выбран шариковый радиальный однорядный подшипник:
подшипник № 212: 60×110×22, С=52 кН, 31 кН.
Эквивалентная нагрузка:
где X — коэффициент радиальной нагрузки; X=1 (табл. 9.18, [1]);
V — коэффициент, учитывающий вращение колец подшипника;
V=1 (с. 117, [3], вращается внутреннее кольцо);
— коэффициент безопасности; =1,4 (табл. 9.19, [1], умеренные толчки, кратковременная перегрузка до 150% от номинальной);
— температурный коэффициент; =1 (табл. 9.20, [1]).
Y — коэффициент осевой нагрузки; Y=0 (табл. 9.18, [1]).
=(1*6855*1+0)*1,4*1=9597 Н.
Расчётная долговечность, млн. об.:
==159 млн.
об.
Расчётная долговечность, ч.:
==12 441 ч, что больше минимально допускаемого срока службы подшипников редуктора t=10 000 ч.
Таким образом, ранее выбранный подшипник 212 проверку проходит.
7. Расчёт элементов корпуса редуктора
7.
1. Расчёт глубины подшипниковых гнёзд
Глубина подшипникового гнезда
где — толщина стенки основания корпуса редуктора;
— размер определяемый, диаметром болтов устанавливаемых в подшипниковых гнёздах и воспринимающих усилие действующее на подшипники.
Толщина стенки корпуса:
=0,025а+1=0,025*280+1=8 мм, принимаем =8 мм.
Диаметры болтов:
фундаментных
=(0,03…0,036)
а+12=(0,03…0,036)*280+12=20,4…22,1 мм, принимаем болты с резьбой М24;
у подшипников
=(0,7…0,75)=(0,7…0,75)*24=16,8…18 мм, принимаем болты с резьбой М20;
соединяющих основание корпуса с крышкой
=(0,5…0,6)=(0,5…0,6)*24=12…14,4 мм, принимаем болты с резьбой М16.
Для болта М20, 48 мм (табл.
10.3, [1]).
Таким образом
8+48+4=60 мм.
7.
2. Расчёт расстояний от осей болтов до осей валов
где — диаметр наружного кольца подшипника быстроходного вала, 110 мм.
77 мм, принимаем 80 мм.
где — диаметр наружного кольца подшипника тихоходного вала, 160 мм.
102 мм, принимаем 120 мм.
7.
3. Расчёт расстояний от внутренней стенки корпуса редуктора до осей болтов
где — расстояние, определяемое диаметром, 25 мм (табл.
10.3, [1]).
8+25=33 мм.
7.
4. Расчёт ширины фланцев, соединяющих основание и крышку корпуса редуктора
где — толщина стенки основания корпуса редуктора;
— размер определяемый, диаметром болтов, 39 мм (табл.
10.3, [1]).
8+39=47 мм.
7.
5. Расчёт расстояния от внутренней стенки корпуса редуктора до осей болтов
где — расстояние, определяемое диаметром, 21 мм (табл.
10.3, [1]).
8+21=29 мм.
7.
6. Расчёт толщины опорного фланца
p=2,35δ=2,35*8=18,8 мм, принимаем p=20 мм.
7.
7. Расчёт ширины опорного фланца и расстояния от внутренней стенки корпуса редуктора до осей отверстий под фундаментные болты
где — толщина стенки основания корпуса редуктора;
— размер определяемый, диаметром болтов, 54 мм (табл.
10.3, [1]).
8+54=62 мм.
где — расстояние, определяемое диаметром, 34 мм (табл.
10.3, [1]).
8+34=44 мм.
7.
8. Расчёт толщины фланцев по болты
7.
8.1. Нижний фланец
b==1,5=1,5*8=12 мм.
7.
8.2. Верхний фланец
=1,5,
где — толщина стенки крышки редуктора.
=0,02а+1=0,02*280+1=6,6 мм, принимаем =8 мм.
=1,5*8=12 мм.
1. Чернавский, С. А. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие [Текст] / С. А. Чернавский [и др.]. — М.: Машиностроение, 2005. -415 с.
2. Баранов, Г. Л. Расчёт деталей машин: учебное пособие [Текст] / Г. Л. Баранов. — Екатеринбург: ИВТОБ УГТУ-УПИ, 2007. -220 с.
3. Казанский, Г. И. Расчёт зубчатых передач: методические указания по курсам «Детали машин» и «Механика» [Текст] / Г. И. Казанский [и др.]. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2002. -36 с.
4. Баранов, Г. Л. Расчёт зубчатых цилиндрических передач [Текст] / Г. Л. Баранов. — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. -31 с.
5. Баранов, Г. Л. Расчёт валов, подшипников и муфт [Текст] / Г. Л. Баранов. — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. -45 с.
6. Вешкурцев, В. И. Посадки основных деталей редукторов: учебное электронное текстовое издание / В. И. Вешкурцев [и др.]. Информационный портал ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005
Режим доступа:
http://www.ustu.ru
7. Зиомковский, В. М. Детали машин, основы конструирования: учебное пособие для немашиностроительных специальностей вузов [Текст] / В. М. Зиомковский. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. -153 с.
8. Баранов, Г. Л. Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора [Текст] / Г. Л. Баранов. — Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. -47 с.
9. Шейнблит, А. Е. Курсовое проектирование деталей машин [Текст] / А. Е. Шейнблит. — Калининград: Янтарный сказ, 1999. -456 с.
10. Анурьев, В. И. Справочник конструктора машиностроителя [Текст]. В 3 т. Т.
1. / В. И. Анурьев; под ред. И. Н. Жестковой. — 8-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение,
2001. -920 с.
11. Детали машин: Атлас конструкций: Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов [ Атлас]. В 2-х ч. Ч. 1. /
Б. А. Байков [и др.]; под общ. ред. д-ра техн. наук проф. Д. Н. Решетова.
— 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение.
1992. -352 с.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
Разраб.
Провер.
Реценз.
Н. Контр.
Утверд.
Редуктор цилиндрический Лит.
Листов
