8. Проверочный расчет валов и опор
8.1. Проверочный расчет по динамической грузоподъемности
Определим суммарную реакцию в опорах.
(46)
(47)
Суммарная реакция в опоре (1) оказалась больше, поэтому дальнейший расчет будем вести по ней.
Запишем характеристики нашего подшипника из сверхлегкой серии диаметров 10000093.
|
Условное обозначение |
d, мм |
D, мм |
В, мм |
r, мм |
C, Н |
С0, Н |
|
10000093 |
3 |
8 |
3 |
0,3 |
560 |
186 |
На подшипник действуют силы в двух направлениях:
окружная сила, действующая на колесо 6 в момент проскальзывания
(48)
радиальная сила, действующая на колесо 7 в момент проскальзывания
(49)
Эквивалентная радиальная сила равна
(50)
Осевая сила равна (сила прижима пружинами)
Так
как рабочая температура не превышает
600С, то
.
,
так как предъявляются повышенные
требования.
Из
таблицы находим значение
.
Так
как отношение
,
то эквивалентная динамическая нагрузка
вычисляется по формуле
(51)
Рассчитываем динамическую грузоподъёмность:
(52)
- срок службы
подшипника.
Сравниваем
с паспортным значением,
.
Подшипник подходит.
Выберем подшипник,
удовлетворяющий требованию:
:
|
Вал |
1,2,3 |
4 |
|
Диаметр вала, мм |
4,5 |
10 |
|
Подшипник |
1000093 |
1000902 |
|
d, мм |
3 |
15 |
|
D, мм |
8 |
28 |
|
B, мм |
3 |
7 |
|
r, мм |
0,3 |
0,5 |
8.2. Расчет кпд опор
Определим момент трения в шарикоподшипниках.
(53)
где
K=0,01
Найдем КПД шарикоподшипника.
(54)
9. Проверочный расчет редуктора
9.1. Проверка правильности подбора двигателя
Двигатель выбран правильно, если выполнено условие
Рассчитаем статический момент нагрузки, приведенный к валу двигателя по формуле (3.11)
(55)
Условие
выполнено
,
значит, двигатель выбран правильно.
Для цилиндрических прямозубых передач внешнего зацепления КПД передачи рассчитывается оп формуле
,
(56)
где
коэффициент трения,
коэффициент
перекрытия,
окружная сила,
коэффициент
нагрузки,
(57)
(58)
(59)
Аналогично рассчитываем для остальных передач и получаем
,
,
Рассчитываем моменты в соответствие с полученными КПД передачи.
Выполним проверку.
Погрешность не превышает 5%, следовательно, расчеты выполнены правильно.
9.2. Проверочный расчет на прочность.
Для цилиндрических и прямозубых передач рассчитаем
(60)
Выполним проверку.
Материалы выбраны верно.
9.3. Расчет на прочность при кратковременных перегрузках.
Пусковой
момент двигателя равен
Коэффициент
перегрузки равен
(61)
Статическая прочность зубьев при перегрузках моментом рассчитывается по формуле (62),([1], стр.48).
(62)
Значение предельного напряжение определяется оп формуле (63),([1], стр.48).
,
Статическая прочность зубьев при перегрузках моментом проверяется условием
Условие выполняется.
9.4. Расчет на прочность передачи винт-гайка.
Угол
подъема винтовой линии равен
.
Приведенный
угол трения
.
Сила
на выходном звене равна
.
Шаг
резьбы на винте
,
Рассчитаем КПД передачи.
.
(63)
Коэффициент
запаса примем
Предел
текучести материала винта
для стали 45.
Внутренний
диаметр равен
.
Допускаемое
напряжение в материале равно
.
(64)
Расчетная площадь сечения винта равна
(65)
Приведенное напряжение винта рассчитаем по формуле (66),[1].
(66)
Проверим
выполнение условия
Условие выполняется.
10. Проверочный расчет кинематической цепи на точность.
10.1. Выбор степени точности.
Наиболее часто используют зубчатые передачи 6-й, 7-й и 8-й степеней точности.
7-я
степень точности применяется наиболее
часто. Она назначается для точных
передач, а также для цилиндрических
передач, работающих при
до
(в спроектированном приводе наибольшая
окружная скорость составляет 0,016 м/с).
6-я и 8-я степени точности применяются соответственно для более точных, быстроходных и менее точных, медленных передач.
Назначаем 7-ю степень точности передач.
10.2. Выбор вида сопряжения.
Вид сопряжения и допуск на боковой зазор для нерегулируемой передачи назначают независимо от степени точности. При этом учитывают допустимый мёртвый ход, изменение размеров из-за колебаний температуры, окружные скорости колёс, коэффициенты линейного расширения материалов корпуса и колёс, наличие смазки.
Мы не будем применять жёстких требований к мёртвому ходу. Частота вращения колёс в редукторе средняя, и коэффициенты линейного расширения корпуса и колёс могут быть разными.
Таким требованиям удовлетворяет сопряжение F, его и назначаем.