3814

21

где Fo o A – усилие предварительного натяжения ремней, Н;

o 1,8 МПа – напряжение от предварительного натяжения ремней; A z A1 – суммарная площадь поперечных сечений ремней, м2;

z – число ремней;

А1 – площадь поперечного сечения ремня, м2; α1 - угол обхвата ведущего шкива, град.

Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры шкивов.

2. Величина суммарного усилия Qц, Н, от цепной передачи:

Qö Ft 2 a q KH ,

где Ft – окружное усилие, Н;

а – межосевое расстояние, м; q – вес 1 м цепи, кг;

Кн – коэффициент наклона передачи к горизонту.

Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры звездочек.

Задание 3. Определить величину вращающего момента Т1, Нм, на валу и силы, действующие в косозубом зацеплении, по формулам:

- осевая сила на шестерне – Fa1 Ft1 tg , Н.

Задание 4. Рассчитать реакции опор R, Н, (подшипников качения) в горизонтальной и вертикальной плоскостях, с учетом действующих в этих плоскостях сил по схеме проектируемого вала (рис. 2).

22

Рис. 2. Схема проектируемого вала

Задание 5. Вычислить изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях на выбранных отрезках:

M R x ,

где х = [0, l] м

Построить эпюры изгибающих моментов.

Задание 6. Определить суммарные реакции опор RΣ, Н:

R A RAx 2 RAy 2 , R B RBx 2 RBy 2 ,

где RАх и RАy – реакции подшипника А в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н;

RВх и RВy – реакция подшипника В в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н.

Задание 7. Рассчитать суммарный изгибающий момент Мизг, Нм:

Mèçã M x max 2 M y max 2

где Мх max – наибольший изгибающий момент в горизонтальной плоскости (в опасном сечении), Нм;

Мy max – наибольший изгибающий момент в вертикальной плоскости (в опасном сечении), Нм.

Задание 8. Определить эквивалентный момент Мэкв, Нм, по формуле:

23

Mýêâ Mèçã2 0.75 T12

Задание 9. Диаметр вала в опасном сечении рассчитать по формуле:

где [ζ] - допускаемое напряжение на изгиб, [ζ] = 50-60 МПа. Остальные диаметры вала назначают по конструктивным соображени-

ям с учетом удобства посадки на вал подшипников, зубчатых колес и т. п.

Задание 10. По полученным и заданным размерам выполнить эскиз вала. В уточненном расчете определяют общий коэффициент запаса прочно-

сти n, который не должен быть меньше допускаемого [n], т. е.: n ≥ [n] = 2,5. Общий коэффициент запаса прочности вычисляют из равенства:

где nζ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; nη - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.

Тема 6. Расчет подшипников качения

Подшипники качения – это опоры валов или осей, содержащие в своей конструкции тела качения (шарики или ролики). В большинстве конструкций подшипник качения состоит из наружного и внутреннего колец, тел качения и сепаратора.

При выборе типа подшипника необходимо принимать во внимание, что примерная стоимость подшипников: шариковых – 1; роликовых – 1,15; радиаль- но-упорных шариковых – 1,15; роликовых конических – 1,2. Кроме того, с повышение класса точности подшипников их стоимость существенно возрастает.

Подбор и расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности проводят в следующем порядке:

1)предварительно назначают тип подшипника и схему его установки;

2)для выбранного подшипника выписывают данные: для шарико-

вых радиальных – значения динамической С,Н, и статической С0, Н, грузоподъемностей; для радиально-упорных – значение динамической грузоподъемности С, Н, значение коэффициентов радиальной Х и осевой Y нагрузок, значение коэффициента осевого нагружения – е; для упорных – значение ди-

24

намической грузоподъемности С, Н, значение коэффициентов осевой Y нагрузок, значение коэффициента осевого нагружения – е;

3)определяют осевые составляющие S и осевые силы Fа;

4)сравнивают значение Fа/(Fr V) с коэффициентом е и окончательно принимают значения коэффициентов Х и Y: при Fа/(Fr V) ≤ е принимают Х = 1 и Y = 0; при Fа/(Fr V) ≥ е принимают ранее выбранные значения Х и Y (из табл. 6.1); V = 1 – коэффициент вращения внутреннего кольца подшипника;

5)вычисляют эквивалентную динамическую нагрузку Р,Н;

6)оценивают пригодность выбранного подшипника по расчетной долговечности Lh, час.

Таблица 6.1

Задание 1. Выбрать радиальный шарикоподшипник средней серии вала редуктора по исходным данным табл. 6.2: dвн , мм – внутренний диаметр подшипника качения; Fr, Н – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; n, об/мин – частота вращения вала; Lh , час – номинальная долговечность подшипника, С, кН – динамическая грузоподъемность.

Определить эквивалентную нагрузку Р, Н, действующую на подшипник:

P Ft V k k ,

где Fr – радиальная нагрузка, Н;

V – кинематический коэффициент, отражающий снижение долговечности подшипника при вращении одного его кольца, при вращении внутреннего кольца равен 1;

25

kζ = 1,3…1,5 – коэффициент динамичности нагрузки, зависящий от характера действующей на подшипник нагрузки, для подшипников редукторов всех конструкций;

kη = 1,05 – коэффициент, отражающий влияние повышения температуры подшипника на его долговечность, при рабочей температуре до

125°С.

Таблица 6.2

Задание 2. Вычислить расчетную долговечность радиального шарикоподшипника с учетом его динамической грузоподъемности С, Н (из табл.

6.2):

106 C 3 Lh 60n P

Подшипник подобран правильно, если расчетная долговечность равна или превышает номинальную.

Задание 3. Выбрать радиально-упорный шарикоподшипник средней серии, по исходным данным табл. 6.3: dвн , мм – внутренний диаметр подшипника качения; Fr, Н – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; Fа, Н – осевая нагрузка на валу; n, об/мин – частота вращения вала; Lh , час – номинальная долговечность подшипника, С, кН – динамическая грузоподъемность; Х – коэффициент радиальной нагрузки; Y – коэффициент осевой нагрузки.

27

Библиографический список

1.Иванов, М.Н. Детали машин [Текст]: рек. М-вом образования и науки Рос. Федерации в качестве учеб. для студентов высш. учеб. заведений / М. Н. Иванов, В. А. Финогенов. - Изд. 13-е, перераб. - М. : Высш. шк., 2010. -

408 с.

2.Дунаев, П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст] : доп. М-вом образования и науки Рос. Федерации в качестве учеб. пособия для студентов высш. учеб. заведений, обучающихся по машиностроит. направлениям подгот. и специальностям / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - 11-е изд., стер. - М.: Академия, 2008. - 496 с.

3.Карамышев, В. Р. Расчет механических передач [Текст]: доп. УМО по образованию в обл. лесн. дела в качестве учеб. пособия для студентов вузов / В. Р. Карамышев; ВГЛТА. - Воронеж, 2005. - 148 с.