Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе. |
|||||||||||||
Kσд2 |
|
kσ2 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|||
= |
|
|
|
+ |
|
|
− 1 |
|
|
= 2.04 |
|
||
K |
d2 |
KF |
Kv |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
нормальным напряжениям |
||||
Коэффициент запаса прочности вала по |
|||||||||||||
Sσ2 = |
|
|
600 |
|
|
= 0.66 |
|
|
|
|
|||
|
(σa2 Kσд2) |
|
|
|
|
|
|||||||
Коэффициент, характеризующий чувствительность материала вала к ассиметрии цикла и изменениям напряжения.
- Углеродистые стали с малым содержанием углерода ψτ2 = 0
Амплитуда цикла перемены напряжения При не реверсивной передаче
τa2 = |
T3 103 |
= 43.3 |
(МПа) |
|
2Wк2 |
|
|||
Постоянная составляющая |
напряжения кручения |
|||
При не реверсивной передаче |
||||
τм2 = |
τa2 |
|
|
|
Коэффициент снижения предела выносливости при кручении |
||||||||||||||||
Kτд2 |
|
|
kτ2 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||
= |
|
|
+ |
|
|
|
− 1 |
|
|
|
= 1.8 |
|
||||
K |
d2 |
KF |
Kv |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
напряжениям |
||||||
Коэффициент запаса по касательным |
||||||||||||||||
Sτ2 = |
|
|
|
|
|
240 |
|
|
|
|
= 3.1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
(τa2 Kτд2 + 0 τм2) |
|
|
|||||||||||||
Общий запас сопротивления усталости |
||||||||||||||||
S2 = |
|
|
Sσ2 Sτ2 |
|
|
= 0.6 |
> [s] = 2.5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Sσ22 + Sτ22 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Проверка подшипников на долговечность для вала 2.
Исходные данные
FR3 = 
RyA32 + RxA32 = 6770 Н
FR4 = 
RyD32 + RxD32 = 25436 Н
n3 = 57.5 об/мин - частота вращения вала
FA3 = RzD3 = 0 Н
Примем окончательно значения X и Y, для чего сравним отношение Fa/(V*Fr) с коэффициентом e. Если отношение больше коэффициента, то оставляем X и Y как есть, в противном случае X=1,Y=0.
Так как вращается внутреннее кольцо, то
V1 = 1
|
|
FA3 |
|
|
= 0 |
|
|
FA3 |
|
|
= 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
V1 |
FR4 |
|
C0 103 |
||||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Выберем из таблицы коэффициенты Cr, Y, e. X. Y = 1 e = 0.26 X = 0
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подпись Дата |
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
KТ - Температурный коэффициент. зависитот рабочей температуры редуктора и не привысит
tраб = 60г
KТ = 1 - выбирается из таблицы.
KБ = 1.5 при данном режиме работы
Далее ведем расчет по наиболее нагруженной апоры
Pr3 = V1 FR4 KТ KБ = 38154 |
Н |
Дальнейший расчет будем вести по наибольшей эквивалентной динамической нагрузке Определим скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс(долговечность) подшипника:
a1 = 1 - коэффициент долговечности; зависит от требуемой надежности Pt
a23 = 0.9 - коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации.
k = |
10 |
|
- для шариковых подшипников. |
|
|
|
|
|||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С2 103 k |
|
106 |
|
|
|
|
|
||||
L |
= a |
1 |
a |
|
|
= 1072 |
|
по заданию |
ts = 15000 |
часов |
||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
sah |
|
|
23 |
|
|
|
60 n3 |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Pr3 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
8.3Расчет вала 3 и проверка подшипников на долговечность
8.3.1Исходные данные
AB1 = 57мм
BC1 = 61мм
CD1 = 83мм
BE1 = −d2.. 0.5 = −147.5 мм
Ft1 = Ft3 = 9729 Н
Fa1 = −Fa3 = 0 Н
Fr1 = Fr3 = 3541 Н
8.2.2 Рассчетаем реакции опор.
ΣMy(C) = 0
−Fa1 BE1 − Fr1 BC1 − RyA1 (AB1 + BC1 + CD1) = 0
RyA1 = −Fa1 BE1 − Fr1 BC1 = −1.1 × 103 H
AB1 + BC1 + CD1
RyC1 = −RyA1 − Fr1 = −2466 H ΣMx(C) = 0
−Ft1 BC1 − RxA1 (AB1 + BC1 + CD1) = 0
−Ft1 BC1
RxA1 = AB1 + BC1 + CD1 = −2953 Н
RxC1 = −RxA1 − Ft1 = −6776 Н
RzA1 = 0Н
RzC1 = Fa1 = 0 Н
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подпись Дата |
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
8.3.3 Рассчетаем значение моментов в характерных точках по оси х. MxA1 = 0Нм
MxC1 = 0Нм
MxD1 = 0Нм
MxB1L = (RyA1 AB1 − Fa1 BE1 + RyC1 BC1) 10− 3 = −212 Нм
MxB1R = (RyA1 AB1 + Fa1 BE1 + RyC1 BC1) 10− 3 = −211.7 Нм
8.1.4 Рассчетаем значение моментов в характерных точках по оси y. MyA1 = 0Нм
MyC1 = 0Нм
MyD1 = 0Нм
MyB1 = (RxA1 AB1 + RxC1 BC1) 10− 3 = −581.7 Нм
8.3.4 Рассчитаем суммарный изгибающий момент для всех точек.
MΣ1 = 
My12 + Mx12
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
Лист
|
|
8.3.5 Расчетная схема вала №3 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
Fa1 = 0 |
|
. |
|
|
RyA1 = −1075 |
Fr1 = 3541 |
|
||
Перв. примен |
|
|
RyC1 = −2466 |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
RzA1 |
= 0 |
Ft1 = 9729 RzC1 |
= 0 |
|
|
RxA1 = −2953 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
RxC1 = −6776 |
|
|
|
|
0 |
|
100 |
200 |
|
Mx |
|
− 100 |
|
|
|
|
.№ |
|
− 200 |
|
|
|
|
|
Справ |
|
|
− 300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− 200 |
0 |
|
100 |
200 |
|
My |
|
|
|
|
|
|
|
|
− 400 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− 600 |
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
дата |
|
Mz |
40 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
||
и |
|
|
|
|
|
|
|
Подпись |
|
|
800 |
0 |
|
100 |
200 |
|
|
600 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дубл. |
Mu |
|
400 |
|
|
|
|
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
.№ |
|
|
0 |
|
|
100 |
200 |
Инв |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
MΣb1 = 619 |
Нм |
|
|
|
Взам. инв. |
|
|
|
|
|
|
|
Подпись и дата |
|
|
|
|
|
|
|
подл. |
|
|
|
|
|
|
Лист |
Инв. № |
|
|
|
|
|
|
|
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
|
||||
|
|
||||||
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
8.3 Расчет сечения №2(В) ослабленного шпоночной канавкой.
Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластической деформации в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывание предохранительного устройства).В расчете используют коэффициент перегрузки Kп = 2.2
Расчет площади поперечного сечения в в опасной точке вала.
b2 = 10
h2 = 8 
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dв11 = 45 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
A2 |
|
|
π dв112 |
|
|
b2 h2 |
= 1550 |
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
− |
2 |
(мм ) |
|
|
|
|
|||||||||
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Расчет момента сопротивления на |
изгиб. |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
W |
|
|
|
π dв113 |
− b2 h2 |
|
(2dв11 − h2)2 |
= 8199 |
|
3 |
||||||||||||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(мм ) |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
2 |
|
|
32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
16 dв11 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Расчет момента сопротивления на кручение. |
|
|
||||||||||||||||||||
Wк |
|
|
|
|
π dв113 |
− b2 h2 |
|
|
(2dв11 − h2)2 |
= 17145 |
3 |
|||||||||||
2 |
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(мм ) |
|||||||
16 |
|
|
|
|
16 dв11 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Коэффициенты концентраций напряжений выберем из таблицы.
kσ2 := 1.75-Коэффициент концентрации напряжения по изгибу (значение табличное). kτ2 = 1.5 -Коэффициент концентрации напряжения по кручению (значение табличное). Амплитуда цикла изменения напряжения изгиба
σa2 = |
MΣb1 103 |
= 75.5 (МПа) |
W2 |
Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения материал вала- "Сталь углеродистая"
Kd2 = 0.904
Коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности Обработкавала - "Обточка чистовая"
KF2 = 0.905
Коэффициент влияния параметров поверхностного упрочнения без упрочнения Kv2 = 1
Коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе. |
||||||||||||
Kσд2 = |
kσ2 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
+ |
|
− 1 |
|
|
|
= 2.04 |
|
|
K |
d2 |
KF |
Kv |
|
|
|||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|||
Лист
№ докум. Подпись Дата
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям
Sσ2 = |
600 |
= 3.89 |
(σa2 Kσд2) |
Коэффициент, характеризующий чувствительность материала вала к ассиметрии цикла и изменениям напряжения.
- Углеродистые стали с малым содержанием углерода ψτ2 = 0
Амплитуда цикла перемены напряжения При не реверсивной передаче
τa2 = |
T3 103 |
= 43.3 |
(МПа) |
|
2Wк2 |
|
|||
Постоянная составляющая |
напряжения кручения |
|||
При не реверсивной передаче |
||||
τм2 = |
τa2 |
|
|
|
Коэффициент снижения предела выносливости при кручении |
||||||||||||||||
Kτд2 |
|
|
kτ2 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||
= |
|
|
+ |
|
|
|
− 1 |
|
|
|
= 1.8 |
|
||||
K |
d2 |
KF |
Kv |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
напряжениям |
||||||
Коэффициент запаса по касательным |
||||||||||||||||
Sτ2 = |
|
|
|
|
|
240 |
|
|
|
|
= 3.1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
(τa2 Kτд2 + 0 τм2) |
|
|
|||||||||||||
Общий запас сопротивления усталости |
||||||||||||||||
S2 = |
|
|
Sσ2 Sτ2 |
|
|
= 2.4 |
> [s] = 2.5 |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
Sσ22 + Sτ22 |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Проверка подшипников на долговечность для вала 2.
Исходные данные
FR3 = 
RyA12 + RxA12 = 3142 Н
FR4 = 
RyC12 + RxC12 = 7211 Н
n3 = 57.5 об/мин - частота вращения вала
FA3 = RzD3 = 0 Н
Примем окончательно значения X и Y, для чего сравним отношение Fa/(V*Fr) с коэффициентом e. Если отношение больше коэффициента, то оставляем X и Y как есть, в противном случае X=1,Y=0.
Так как вращается внутреннее кольцо, то
V1 = 1
|
FA3 |
|
|
= 0 |
|
FA3 |
|
|
= 0 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
V1 |
FR3 |
V1 |
FR4 |
|||||||||
|
|
|||||||||||
Выберем из таблицы коэффициенты Cr, Y, e. X.
С3 = 161 кН Y = 1.4 e = 0.36 X = 0.4
KТ - Температурный коэффициент. зависитот рабочей температуры редуктора и не привысит
tраб = 60г
KТ = 1 - выбирается из таблицы.
KБ = 2.2при данном режиме работы
Далее ведем расчет по наиболее нагруженной апоры
|
|
Н |
||||||
|
Pr3 := (V1 X FR4 + Y FA3) KТ KБ = 6346 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лист |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Изм. |
Лист |
№ докум. |
Подпись |
Дата |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Дальнейший расчет будем вести по наибольшей эквивалентной динамической нагрузке Определим скорректированный по уровню надежности и условиям применения расчетный ресурс(долговечность) подшипника:
a1 = 1 - коэффициент долговечности; зависит от требуемой надежности Pt
a23 = 0.9 |
- коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых |
||||||||||||||
свойств |
металла деталей подшипника и условий его эксплуатации. |
||||||||||||||
k = |
10 |
|
- для конических подшипников. |
||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С3 103 |
k |
106 |
= 1× 107 |
|
|
|
|
|
||
L |
= a |
1 |
a |
|
по заданию |
ts = 15000 |
часов |
|
|||||||
|
|
||||||||||||||
sah |
|
|
23 |
|
|
|
60 n3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Pr3 |
|
|
|
|
|
|
|||
На протяжении работы редуктора проводим 1 замену подшипников что приемлемо.
9. Тепловой расчет редуктора и выбор смазки
9.1 Условие работы редуктора без перегрева
Δt < [Δt] = 60 оС
где
kt = 14 Вт/(м2оС) - коэффициент теплопередачи, зависящий от подвижности воздуха в корпусе
|
|
|
|
L |
|
1.74 |
|
|
2 |
|
|
|
Ап |
= 12 |
|
|
|
|
= 2.1 |
|
м - площадь теплоотдающей поверхности корпуса |
||||
10 |
3 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
редуктора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
t |
= |
P4 103 |
(1 − 0.9) |
= |
28.7 |
о |
С |
|||||
|
|
kt |
Ап |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
10. Смазка редуктора
Условие работы редуктора без перегрева выполнено.
При минимальном количестве масла смазывание редуктора осуществляется погружениемколеса на высоту зуба в масло - картерное смазывание. Подшипники смазываются тем же маслом, что и детали передач. При смазывании колёс погружениемнаподшипники качения попадают брызги масла, стекающего с колёс, валов и стенок корпуса.
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в смазку (масло), заливаемую внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение
колеса По таблице устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях до 1000 Н/мм2 и скорости
V до 2 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 34 мм2/с. По таблице из справочной литературы принимаем масло индустриальное И-Г-А-32 (по ГОСТ 20799-75).
Контроль масла, находящегося в корпусе редуктора осуществляется с помощью смотрового окна
10.Сборка и регулировка редуктора..
Перед сборкой полость корпуса редуктора подвергаюточистке и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида.
На входной вал насаживают подшипники, предварительно нагретые в масле до 80 - 1000С.
На промежуточный вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала.
Лист
Изм. Лист № докум. |
Подпись Дата |
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Валы устанавливают в корпус. Подшипники, находящиеся на внутренней стенке корпуса, закрепляют крышкой с помощью шпилек.
Для центровки устанавливают крышку редуктора на корпус с помощью конических штифтов, затягивают болты, крепящие крышку редуктора с корпусом.
На конические хвостовики входного и выходного валов закладывают шпонки и надевают торообразные муфты.
Ввёртывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловой маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой, закрепляя крышку винтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытаниям на стенде по программе установленной техническими условиями.
Лист
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Перв. примен.
Справ. №
Инв. № подл. Подпись и дата Взам. инв. № Инв. № дубл. Подпись и дата
Список используемой литературы
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Контруирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностроит. Спец. Вузов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высш.шк., 1985. 416 с., ил.
3.Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин: Учебно-справочное пособие для втузов 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1988. - 560с.
4.Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие/ Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. – 2-е изд., испр.: М.: Высш. шк., 2005. – 309 с.: ил.
5. Чернавский С.А., Снесарев Г.А., Козинцов Б.С., Боков К.Н., Ицкович Г.М., Чернилевский Д.В. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1984. - 560с.,
Лист
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |