0057 / рпз
.pdfДля подшипника болеенагруженнойопоры2вычисляемрасчетныйскорректированныйресурс при
a |
= 1 |
|
a |
= 0.6 k |
= 10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 |
|
|
|
23 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С1 10 |
3 |
|
10 |
6 |
|
|
|
41.8 10 |
3 3 |
|
10 |
6 |
|
|||
L |
|
:= a |
1 |
a |
|
|
|
|
|
|
|
|
= 0.6 |
|
|
|
|
= 777869.9 часов. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ah |
|
23 |
|
PR2 |
|
|
|
|
60 n1 |
|
|
1041.0 |
|
|
60 2850 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Расчетный ресурс больше требуемого. Проверка выполнения условия Prmax ≤ С1
Минимальнонеобходимые длянормальнойработырадиально-упорных подшипниковосевые силы
Fam1 = 0.83 e1 Fr1max = 0.83 0.42 2028 = 707.0H
Fam2 = 0.83 e1 Fr2max = 0.83 0.42 1327.2 = 462.7H
Т.к. Fam2 ≥ Fam1 и Fa1 ≥ 0 тогда потабл7.4с. 112[2]
Fa_1 = Fam2 = 462.7 H
Fa_2 = Fam1 + Fa2 = 707.0 + 7102 = 7809.0 H
Отношение |
Fa_2 |
= |
7809.0 |
= 5.9 чтобольше |
e = 0.42 |
тогда X |
1 |
= 0.4 Y |
1 |
= 1.5 |
|
|
|||||||||
|
|
|||||||||
|
(1 Fr2max) |
|
1327.2 |
|
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эквивалентнаядинамическаярадиальнаянагрузка |
|
PRmax = (1 X1 Fr2max + Y1 Fr2max) KБ KТ = (0.4 1327.2 + 1.5 |
1327.2) 1.4 = 3530.4 H |
ткрасчетный ресурс больш требуемогои выполненоусловиеPRmax ≤ |
0.5 С1 |
топридворительноназначенный подшипник1027305А ГОСТ27365-87пригоден.
11Окончательное конструирование валов.
11.1Выборшпонок.
Исходные данные
dв1 = 22 мм-диаметрвала(входнойхвостовик)
dв7 = 56 мм-диаметрвалаподступицузубчатогоколеса dв5 = 45 -диаметрвала(выходнойхвостовик)
Выборшпонки проводится по ГОСТ23360-78 Парметрывыбранныхшпоноксведен втаблицу5
в |
t2 |
h |
t1 |
d |
r |
lр |
l |
Рис. 16Шпоночное соединение
Вал |
Место установки |
|
d |
b |
h |
t1 |
t2 |
L |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Под муфту(хвостовик |
|
22 |
10 |
8 |
5 |
3,3 |
40 |
|
цилиндрический) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Под зубчатое колесо |
|
56 |
16 |
10 |
6 |
4,3 |
46 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Под зубчатое колесо |
|
45 |
18 |
11 |
7 |
4,4 |
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
Под муфту(хвостовик |
|
45 |
14 |
9 |
5,5 |
3,8 |
45 |
|
цилиндрический) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.2Проверкашпонок насмятие: |
|
|
|
|
|
||||
|
σсмятия = |
2 T 103 |
≤ σadm |
|
|
|
|
|
|
|
d(h − t1) (l − b) |
|
|
|
|
|
|||
где
h-высота шпонки,мм; t1 -глубинапазавала,мм;
l -длина шпонки,мм; b -ширина шпонки,мм;
длястали σadm := 300 МПа |
|
|
|
|
|
2 T1 103 |
||||
Хвостовиквходной: σсмятия_1 := |
|
|
|
|
|
|||||
|
dв1 (h1 − t11) (L1 − b1) |
|
|
|||||||
σсмятия_1 = |
2 16.6 103 |
|
|
|
|
= 16.8 < σadm = 300 МПа |
||||
22 (8 − 5) (40 − 10) |
|
|
||||||||
Подзубчатое колесо:σсмятия_2 := |
|
|
|
|
|
2 T2 103 |
||||
dв7 (h2 − t12) (L2 − b2) |
|
|
||||||||
σсмятия_2 = |
2 494 103 |
|
|
|
|
= 147 < σadm = 300 МПа |
||||
56 (10 − 6) (46 − 16) |
||||||||||
Хвостовиквыходной: σсмятия_3 := |
|
|
2 T2 103 |
|||||||
2 dв5 (h4 − t14) (L4 − b4) |
|
|||||||||
σсмятия_3 = |
2 494 103 |
|
|
|
|
|
= 101.2 < σadm = 300 МПа |
|||
2 45 (9 − 5.5) (45 − 14) |
||||||||||
11.3.Вывод
11.1. Парметрывыбранных шпонокявляются предварительными и могут быть измененыпри дальнейшихуточненныхрасчетахвалаослабленныхшпоночнымпазом.
11.2Парметрывыбранных шпонокявляются исходными данными для дальнейших расчетов.
12.Конструирование корпусаредуктора.
Толщина стенки основания и крышки редуктора: L = 328 + 80
бос = 3
L = 3
328 + 80 = 7 мм примем бос = 8 мм
бкр = бос = 8 мм |
|
|
||||
Диаметрфундаментальныхболтов: |
|
|
||||
dф = 2 3 |
|
= 2 3 |
|
= 14.8 мм |
примем dф. |
= 18 мм |
L |
328 + 80 |
|||||
Диаметрболтов: уподшипников |
|
|
||||
dпод = 0.7 dф. = 0.7 18 = 12.6 мм |
примем dпод |
= 14 мм |
||||
соединяющих основание с крышкой |
|
|
||||
dосн = dпод = 14 мм |
|
|
||||
Толщина нижнегофланца крышки b1.. = 1.5 бос = 1.5 8 = 12 мм
Толщина рёберкрышки
m1 = 0.8 бос = 0.8 8 = 6.4 ммпримем m1 := 10 мм
δфл = dпод = 14 мм - толщина фланца поразъему
bфл = 1.5 dпод = 1.5 14 = 21 мм -шириныфланца безстяжных болтов
δф = 1.5 dф = 1.5 14.833719077064757 = 22.3 мм толщина лапыфундаментальногоболта примем δф = 20 мм
a = 170 мм - наибольший радиус колеса
Ha = 1.06 a = 1.06 170 = 180.2 мм высота центров цилиндрических редукторов примем Ha = 210 мм
rmin = 0.25 бос = 0.25 8 = 2 мм - радиус сопряжения элементов корпуса 1min = 0.5 бос = 0.5 8 = 4 мм - зазормеждуторцами зубчатых колес
2min = 0.8 бос = 0.8 8 = 6.4 мм - зазормеждуторцом колеса и внутренними деталями
3min = 1.25 бос = 1.25 8 = 10 мм - зазормеждувершиной большегоколеса и стенкой корпуса
13.Расчетваловнапрочность
13.1Быстроходный вал.
14.2Значениемомента вопасном сечении:
T1 = 17 Нм
Расчетсечения№2.
Проверкустатической прочности выполняют в целях предупреждения пластической деформации в период действия кратковременных перегрузок(например,при пуске,разгоне, реверсировании,торможении,срабатываниепредохранительногоустройства).Врасчете используют коэффициент перегрузки Kп = 2.2
Расчет площади поперечногосечения в опасной точке вала.
A1 = |
π dв12 |
= |
π 222 |
= 380 |
(мм2) |
|
4 |
||||||
|
|
4 |
|
|
Расчетмоментасопротивлениянаизгиб.
W1 = |
π dв13 |
= |
π 223 |
= 1045 |
(мм3) |
|
32 |
||||||
|
|
32 |
|
|
Расчетмоментасопротивлениянакручение.
Wк1 = |
π dв13 |
= |
π 223 |
= 2091 (мм3) |
|
16 |
|||||
|
|
16 |
|
Коэффициентыконцентрацийнапряженийвыберем изтаблицы.
kσ1 = 1.75 -Коэффициент концентрациинапряженияпоизгибу(значение табличное). kτ1 = 1.5 -Коэффициент концентрациинапряжения покручению(значение табличное). Амплитуда цикла изменения напряжения изгиба
σa1 = |
T1 |
= |
16.6 |
= 0.0159 (МПа) |
|
W |
|
1045.365 |
|||
|
1 |
|
|
|
|
Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечногосечения материалвала- "Сталь углеродистая"
Kd1 = 0.904
Коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности Обработка вала -"Обточка чистовая"
KF1 = 0.905
Коэффициент влияния параметровповерхностногоупрочнения без упрочненияKv1 = 1
Коэффициент снижения предела выносливостидеталив рассматриваемом сеченииприизгибе. |
||||||||||||||||||||||
Kσд1 |
|
kσ1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
1.75 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|||||
= |
|
|
+ |
|
|
|
− 1 |
|
|
= |
|
|
+ |
|
− 1 |
|
|
1 = |
2.04 |
|||
K |
d1 |
KF |
|
Kv |
|
|
0.904 |
0.905 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Коэффициент запасапрочностивала понормальным напряжениям |
|
|||||||||||||||||||||
Sσ1 = |
410 |
|
|
= |
410 |
= 12651 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
(σa1 Kσд1) |
|
0 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Коэффициент,характеризующийчувствительностьматериалавалакассиметриициклаи изменениям напряжения.
-Углеродистыесталисмалымсодержаниемуглерода ψτ2 = 0
Амплитуда цикла переменынапряжения При не реверсивной передаче
τa1 = |
|
T1 103 |
|
16.6 103 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
= |
2 2090.7 = 4 (МПа) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2Wк1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Постояннаясоставляющаянапряжениякручения |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
При не реверсивной передаче |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
τм1 = |
|
τa1 = 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент снижения предела выносливостиприкручении |
|
|
|||||||||||||||||||
Kτд1 |
|
kτ1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
1.5 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|||||
= |
|
|
|
+ |
|
− 1 |
|
|
= |
|
|
+ |
|
|
− 1 |
|
|
1 |
= 1.8 |
||
K |
d1 |
KF |
Kv |
|
|
0.904 |
0.905 |
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Коэффициент запасапокасательным напряжениям
Sτ1 = |
240 |
240 |
|
|
= 34.3 |
||||||
|
|
|
|
= |
|
|
|||||
(τa1 Kτд1 + 0 τм1) |
4 1.8 + 0 4 |
||||||||||
Общийзапассопротивленияусталости |
|
|
|||||||||
S1 = |
|
Sσ1 Sτ1 |
= |
12651.5 34.3 |
= 34.3 |
||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
Sσ12 + Sτ12 |
|
|
|
12651.52 + 34.32 |
|
|
|
||
Оптимальноесоотношение: 1.5 < S1 ≤ 4
13.2Тихоходный вал.Расчет сечения №1ослабленногошпоночной канавкой. Проверкустатической прочности выполняют в целях предупреждения пластической деформации впериоддействиякратковременныхперегрузок(например,при пуске, разгоне,реверсировании,торможении,срабатывание предохранительногоустройства).В расчете используют коэффициент перегрузки Kп = 2.2
Расчетплощадипоперечногосеченияввопаснойточкевала.
b2 |
:= 16 |
t12 = 6 |
||
|
|
|
||
h2 := 10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dв7 = 56 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
π dв72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
π 562 − 16 10 = 2383 (мм2) |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
A2 = |
|
− |
b2 h2 = |
|
|
|
|
||||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
4 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Расчетмоментасопротивлениянаизгиб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
W2 = |
|
π dв73 |
− b2 h2 |
(2dв7 − h2)2 |
|
|
= |
π 563 |
− 16 10 |
(2 56 − 10)2 |
|
= 15383 |
(мм3) |
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
32 |
|
|
|
|
|
|
16 dв7 |
|
32 |
|
|
|
16 56 |
|
|
|||||||
Расчетмоментасопротивлениянакручение. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Wк2 = |
π dв73 |
|
− b2 h2 |
(2dв7 − h2)2 |
= |
π 563 |
− 16 10 |
(2 56 − 10)2 |
= 32624 |
(мм3) |
|||||||||||||
|
16 dв7 |
|
16 56 |
||||||||||||||||||||
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|||||||||
Коэффициентыконцентрацийнапряженийвыберем изтаблицы.
kσ2 := 1.75 -Коэффициент концентрациинапряженияпоизгибу(значение табличное).
kτ2 := 1.5 -Коэффициент концентрациинапряжения покручению(значение табличное). Амплитуда цикла изменения напряжения изгиба
σa2 = |
T2 103 |
|
494 103 |
|
= |
15383.2 = 32.1 (МПа) |
|
W |
|||
|
2 |
|
|
Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечногосечения материалвала- "Сталь углеродистая"
Kd2 = 0.904
Коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности Обработка вала -"Обточка чистовая"
KF2 = 0.905
Коэффициент влияния параметровповерхностногоупрочнения без упрочненияKv2 = 1
Коэффициент снижения предела выносливостидеталив рассматриваемом сеченииприизгибе. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kσд2 |
|
|
|
kσ2 |
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1.75 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
||||||||||||||||||
= |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
− |
1 |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
− 1 |
|
|
1 |
= |
2.04 |
|||||||||
K |
d2 |
KF |
Kv |
2 |
|
0.904 |
|
0.905 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Коэффициент запасапрочностивала понормальным напряжениям |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sσ2 = |
|
|
|
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
= |
600 |
|
|
|
|
= 9.16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
(σa2 Kσд2) |
|
|
|
32.11 2.04 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
Коэффициент,характеризующийчувствительностьматериалавалакассиметриициклаи |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
изменениям напряжения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
-Углеродистыесталисмалымсодержаниемуглерода ψτ2 |
= 0 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Амплитуда цикла переменынапряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
При не реверсивной передаче |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
τa2 = |
|
T2 103 |
|
= |
494 103 |
|
= 7.6 |
(МПа) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
2Wк2 |
|
|
2 32624.3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Постояннаясоставляющаянапряжениякручения |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
При не реверсивной передаче |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
τм2 = |
|
|
τa2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Коэффициент снижения предела выносливостиприкручении |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kτд2 |
|
|
|
kτ2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1.5 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|||||||||||||||||
= |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
− |
1 |
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
− 1 |
|
|
1 |
= |
1.8 |
|||||||||||
|
K |
d2 |
KF |
|
Kv |
2 |
|
|
0.904 |
|
|
0.905 |
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Коэффициент запасапокасательным напряжениям |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sτ2 = |
|
|
|
|
|
|
|
|
240 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
240 |
|
|
|
|
|
= |
18 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
(τa2 Kτд2 + 0 τм2) |
|
|
7.6 1.8 + 0 7.6 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
Общийзапассопротивленияусталости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
S2 = |
|
|
|
Sσ2 Sτ2 |
|
|
= |
|
|
9.2 18 |
|
|
= 8.2 |
>[s]=2.5 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
Sσ22 + Sτ22 |
9.22 + 182 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
14.Сборкаи регулировкаредуктора.
Перед сборкой полость корпуса редуктора подвергают очистке и покрывают маслостойкой краской. Сборкуредуктора производят в соответствии с чертежом общеговида.
Навходной валнасаживают подшипники,предварительнонагретые в масле до80100С. Напромежуточный валзакладывают шпонкуинапрессовывают зубчатое колесовнешнего зацеплениядоупоравбуртвала.Насаживаютподшипникпредварительнонагретыйвмаследо
80 - 1000С.
Навыходной валзакладывают шпонкуинапрессовывают зубчатое колесовнутреннего
зацепления,насаживают подшипники,предварительнонагретые в масле до80100С. Валыустанавливаютвкорпус.Подшипники,находящиесянавнутреннейстенкекорпуса, закрепляют крышкой с помощьюшпилек.
Для центровки устанавливают крышкуредуктора на корпус с помощьюконических штифтов, затягивают болты,крепящие крышкуредуктора с корпусом.
На конические хвостовики входногои выходноговалов закладывают шпонки и надевают муфты.
Ввёртывают пробкумаслоспускногоотверстияспрокладкойижезловоймаслоуказатель. Заливают в корпус маслои закрывают смотровое отверстие крышкойс прокладкой,закрепляя крышкувинтами.
Собранный редукторобкатывают и подвергают испытаниям на стенде попрограмме установленнойтехническимиусловиями.
15.Список используемой литературы.
1.Детали машин. /М.Н. Иванов,В.А. Финогенов 7-е изд.,М.: Высш. шк.,2002.
2.Конструирование узлов и деталей машин. /П.Ф. Дунаев,О.П.Леликов 9-е изд.,М.: Издательский центр«Академия»,2006.
3.Атлас конструкций узлов и деталей машин./ под ред. О.А. Ряховского,О.П.Леликова. 2-е изд.,М.: Изд-во МГТУим Н.Э. Баумана,2009.