2.);
β = 0,95 (/6/, стр.
162);
ετ - коэффициент, учитывающий влияние поперечных размеров вала; ετ = 0,65 (/6/ табл. 8.
2.);
τa — амплитуда циклов касательных напряжений;
;
τm — среднее напряжение цикла касательных напряжений; τm=0 МПа; ψτ- коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения; ψτ = 0,1 (/6/, стр. 166),
следовательно прочность обеспечена.
.
7. Проверочный расчет подшипниковых опор.
7.
1. Расчет подшипниковых опор быстроходного вала
7.
1.1. Исходные данные:
частота вращения вала n = 2960 об/мин, требуемая долговечность подшипников LH = 6000 часов осевая сила FА = 0 Н подшипник шариковый радиальный № 311
7.
1.2. Расчет опор.
Реакция в левой опоре
где YА = 4411 H; XА = 1920 H — реакции в опоре
Реакция в правой опоре
где YВ = -453 Н; XВ = 1920 Н — реакции в опоре
Для этого подшипника по справочнику ([1], табл. 24.
16.) находим Сr = 71 500 Н, С0r = 41 500 Н Вычисляем эквивалентные динамические радиальные нагрузки РE1 = VFr1 Kσ KT
РE2 = VFr2KσKT
где V= 1 — коэффициент вращения колеса;
Kσ = 1,3 — коэффициент динамической нагрузки
KT = 1 — температурный коэффициент РE1 = 1· 4810,8··1,3·1=6254 H
РE2 = 1· 1972,7··1,3·1=2564,5 H
Для наиболее нагруженного 1-го подшипника определяем требуемую динамическую грузоподъемность
Так как Стр< Сr (63 878 < 71 500), то предварительно намеченный подшипник подходит.
Проверим подшипник на долговечность. Определим базовую долговечность
где а1=1 — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности;
а23=0,8 — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника;
Так как LН < Lб (6000 < 6731), то предварительно намеченный подшипник подходит.
7.
2. Расчет подшипниковых опор тихоходного вала
7.
2.1. Исходные данные:
частота вращения вала n = 740 об/мин, требуемая долговечность подшипников LН = 6000 часов осевая сила FА = 0 Н подшипник шариковый радиальный № 214
7.
2.2. Расчет опор.
Реакция в левой опоре
где YА = -1824 H; XА = -1839 H — реакции в опоре
Реакция в правой опоре
где YВ = 2750 Н; XВ = -1839 Н — реакции в опоре
Для этого подшипника по справочнику ([1], табл. 24.
16.) находим Сr = 61 800 Н, С0r = 37 500 Н Вычисляем эквивалентные динамические радиальные нагрузки РE1 = VFr1 Kσ KT
РE2 = VFr2KσKT
где V= 1 — коэффициент вращения колеса;
Kσ = 1,3 — коэффициент динамической нагрузки
KT = 1 — температурный коэффициент РE1 = 1· 2590··1,3·1=3367 H
РE2 = 1· 3308,2··1,3·1=4300,7 H
Для наиболее нагруженного 2-го подшипника определяем требуемую динамическую грузоподъемность
Так как Стр< Сr (27 763<61 800), то предварительно намеченный подшипник подходит.
Проверим подшипник на долговечность. Определим базовую долговечность
где а1=1 — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от надежности;
а23=0,8 — коэффициент, корректирующий ресурс в зависимости от особых свойств подшипника;
Так как LН < Lб (6000 < 53 463), то предварительно намеченный подшипник подходит.
8. Проверка прочности шпоночных соединений. Посадки На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами. Их размеры зависят от диаметров валов и принимаются по ГОСТ 23 360–78. Материал шпонок — сталь 45 нормализованная.
Напряжения смятия и условие прочности:
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице из малоуглеродистой стали [σ]см = 100…120 МПа, из среднеуглеродистой стали [σ]см = 140…170 МПа, при чугунной ступице [σ]см = 70…80 МПа.
Ведущий вал Диаметр вала d=50 мм, сечение шпонки: b · h = 16×10 мм, t1 = 6 мм, длина шпонки l = 70 мм, момент на ведущем валу М=192 Нм = 192· 103 Нмм.
Определяем напряжение смятия:
(втулка муфты выполняется из чугуна) Ведомый вал Из двух шпонок — под зубчатым колесом и под втулкой муфты — больше нагружена вторая (меньше диаметр вала и, соответственно, размеры шпонки), поэтому проверяем на смятие вторую шпонку.
Диаметр вала d = 65 мм, сечение шпонки: bxh = 20×12 мм, t1 = 7,5 мм, длина шпонки l = 90, момент на валу М = 735,6 Нм = 735,6· 103 Нмм.
Определяем напряжение смятия:
(полумуфта выполняется из чугуна).
Посадка зубчатого колеса на вал назначается H7/p6, посадка полумуфты на вал редуктора H8/h8.
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца — по H7.
9. Выбор сорта масла Смазываем зубчатое зацепление разбрызгиванием масло при помощи крыльчатки. Масло заливается внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение крыльчатки примерно на 10 мм.
Устанавливаем вязкость масла в зависимости от окружной скорости. В нашем примере окружная скорость составляет 15,5 м/с и рекомендуемая кинематическая вязкость при контактном напряжении 322,4 МПа составляет 22 мм2/с. Определяем для этой вязкости тип масла И-20А.
Подшипники смазываем пластичной смазкой типа Литол-24, которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняем, используя пресс-масленки.
10. Второй этап компоновки редуктора.
Толщину стенок корпуса и крышки принимаем равной 12 мм.
Ширину фланца для крепления крышки редуктора к корпусу редуктора принимаем равной 35 мм. Толщина фланца 15 мм.
Толщину ребер жесткости принимаем равной 10 мм.
Крышку редуктора крепим к корпусу болтами М14 в количестве восьми.
Для контроля за уровнем масла устанавливаем на боковой стенке корпуса маслоуказатель. Для слива масла в нижней части корпуса предусматриваем сливное отверстие, закрывающееся пробкой с цилиндрической резьбой.
Для контроля за работой передачи редуктора, для контроля за правильностью установки зацепления передачи, а также для заливки масла в крышке редуктора предусмотрен люк. Для отвода паров масла в люке сконструирована отдушина.
1. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для машиностроительных специальных вузов. — М.: Высшая школа, 1985 — 416 с., ил.
2. Курсовое проектирование деталей машин: Справ. пособие. Часть 2 / А. В. Кузьмин, Н. Н. Малейчик, В. Ф. Калачев и др. — Мн.: Выш.
школа, 1982. — 334 с., ил.
3. Курсовое проектирование деталей машин / В. Н. Кудрявцев, Ю. А. Державец, И. И. Арефьев и др.; Под общ. ред. В. Н. Кудрявцева: Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. — 400с., ил.
4. Палей М. А. Допуски и посадки: Справочник: В 2ч. Ч.
1. — 7-е изд., — Л.: Политехника, 1991. 576с.: ил.
5. Прикладная механика: Методические указания по курсовому проектированию/Санкт-Петербургский горный ин-т. Сост.: В. В. Денегин, А. Б. Рыжих, И. П. Тимофеев. СПб, 2004. 29 с.
6. Чернавский С. А. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов .- М.: Машиностроение, 1980.-351 с.
7. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. — М.: Высшая школа, 1991. — 432 с.: ил.
