- •Контрольная работа
- •1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет
- •, .
- •2 Определение мощностей и передаваемых крутящих моментов на валах
- •3 Расчет передач
- •4 Проектный расчет валов редуктора
- •5 Подбор и проверочный расчет муфт
- •6 Предварительный подбор подшипников
- •7 Компоновочная схема и выбор способа смазывания передач и подшипников, определение размеров корпусных деталей
- •8 Расчет валов по эквивалентному моменту
- •9 Подбор подшипников по динамической грузоподъемности
- •10 Подбор и проверочный расчет шпоночных и шлицевых соединений
- •11 Назначение посадок, шероховатости поверхностей, выбор степени точности и назначение допусков формы и расположения поверхностей
- •12 Расчет валов на выносливость
- •13 Описание сборки редуктора
8 Расчет валов по эквивалентному моменту
Силовая схема нагружения валов редуктора
Рисунок 7 – Схема нагружения валов редуктора
8.1 Определяем реакции опор быстроходного вала
Рисунок 8 – Схема нагружения быстроходного вала
Из эскизной компоновки определяем:
а = 74 мм; b = 120 мм; c= 44 мм; d= 0,5∙d1 = 0,5∙55,76 = 27,88 мм.
Определяем опорные реакции в вертикальной плоскости
Проверка: ΣYi =Fм – RАy + RВy– Fr1 = 523,1 – 1212,2 + 2056,8 – 1367,7 = 0.
Определяем опорные реакции в горизонтальной плоскости
;
;
;
.
Проверка: ΣХi = – RАx+ RВx– Ft1 = – 737,9 + 2750,4 – 2012,5= 0.
Определяем суммарные радиальные реакции
;
.
8.2 Определяем реакции опор тихоходного вала
Рисунок 9 – Схема нагружения тихоходного вала
Из эскизной компоновки определяем:
а = 137 мм; b = 72 мм; c = 48 мм; d= 0,5∙d2 = 125,26 мм.
Определяем опорные реакции в вертикальной плоскости
;
.
Проверка: ΣYi = RАy – Fr2 +RBy = 999,8-523,3-476,6 = 0.
Определяем опорные реакции в горизонтальной плоскости
;
;
;
.
Проверка: ΣХi = RАx – Ft2 + RВx – Fц = 200,9 – 2012,5 + 3955,6 – 2144,0 = 0.
Определяем суммарные радиальные реакции
;
.
8.3 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
Расчет будем вести для тихоходного вала, как наиболее нагруженного. Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости “Mх”
Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости “My”
Определяем суммарные изгибающие моменты в опасных сечениях
Строим эпюру крутящих моментов =
Рисунок 50 – Эпюры внутренних силовых факторов
Суммарные изгибающие моменты
Эквивалентные изгибающие моменты
, где - передача нереверсивная
Расчетные диаметры вала в характерных точках
, где
;
;
9 Подбор подшипников по динамической грузоподъемности
9.1 Исходные данные для расчета быстроходного вала [8, раздел 9]:
- частота вращения вала – n = 950 об/мин;
- требуемая долговечность подшипника – Lh = 45000 ч;
- подшипник 7208
- базовая динамическая грузоподъемность Cr = 46500 Н;
- факторы нагружения e = 0,37; Y = 1,5
- коэффициент вращения V = 1 (вращается внутреннее кольцо).
- радиальные реакции RrA=RA= 1419,1Н; RrB= RB = 3434,4 Н;
- осевая сила FA =Fa1= 523,3 Н.
Определяем осевые составляющие радиальных реакций по формуле
S = 0,83∙e∙ Rr,
SA = 0,83∙e∙ RrA = 0,83∙0,37∙1419,1 = 435,8 H;
SB = 0,83∙e∙RrB= 0,83∙0,37∙3434,4 = 1054,7 H.
Определяем осевые нагрузки подшипников
Рисунок 6 – Схема нагружения подшипников быстроходного вала
Т.к. SA<SB и SB – SA= 618,9 > FA= 523,3, то осевые силы составят
RaA= FA + RaA = 1942,4 H;
RaB= SB = 1054,7H.
Определяем отношения
, тогда для опоры A получим Х = 0,4 и Y = 1,5;
, тогда для опоры B получим Х = 1 и Y = 0.
Определяем эквивалентные динамические силы по формуле
PE = (V∙X∙Fr +Y∙Fa)∙KБ∙КТ,
где КБ – коэффициент безопасности. Принимаем КБ = 1,3 [8, раздел 9];
КТ – температурный коэффициент. Принимаем КТ = 1,0 [8, раздел 9].
PEA = (V∙X∙RrA+Y∙RaA)∙KБ∙КТ = (1∙0.4∙1419,1 + 1,5∙1942,4)∙1,3∙1 = 4525,6 Н;
PEB = (V∙X∙RrB+Y∙RaB)∙KБ∙КТ = (1∙1∙3434,4 + 0∙1054,7)∙1,3∙1 = 4464,7 Н.
Дальнейший расчет проводим для опоры B, как наиболее нагруженной.
Определяем требуемую динамическую грузоподъемность по формуле
,
где k – показатель степени. Для роликовых подшипников k = 10/3 [8].
.
Т.к. Стр<Сr, то предварительно выбранный подшипник подходит.
Определяем долговечность подшипника по формуле
.
9.2 Исходные данные для расчета тихоходного вала [8, раздел 9]:
- частота вращения вала – n = 237,5 об/мин;
- требуемая долговечность подшипника – Lh = 45000 ч;
- подшипник 7210
- базовая динамическая грузоподъемность Cr = 56000 Н;
- факторы нагружения e = 0,37; Y = 1,5
- коэффициент вращения V = 1 (вращается внутреннее кольцо).
- радиальные реакции RrA =RA = 1019,8 Н;RrB= RB = 3984,2 Н;
- осевая сила FA =Fa2= 1367,7 Н.
Определяем осевые составляющие радиальных реакций по формуле
SA = 0,83∙e∙RrA = 0,83∙0,37∙1019,8 = 847,3 H;
SB = 0,83∙e∙RrB= 0,83∙0,37∙3984,2 = 1223,5 H.
Определяем осевые нагрузки подшипников
Рисунок 7 – Схема нагружения подшипников тихоходного вала
Т.к. SA<SB и FA> 0, то осевые силы составят
RaB= SB = 1223,5 H;
RaA= FA + RaB= 1367,7 + 1223,5 = 2591,2 H.
Определяем отношения
, тогда для опоры A получим Х = 0,4 и Y = 1,5;
, тогда для опоры B получим Х = 1 и Y = 0.
Определяем эквивалентные динамические силы по формуле
PEA = (V∙X∙RrA +Y∙RaA)∙KБ∙КТ = (1∙0,4∙1019,8 + 1,5∙2591,2)∙1,3∙1 = 5583,1 Н;
PEB = (V∙X∙RrB+Y∙RaB)∙KБ∙КТ = (1∙1∙3984,2 + 0)∙1,3∙1 = 5179,2 Н.
Дальнейший расчет проводим для опоры A, как наиболее нагруженной.
Определяем требуемую динамическую грузоподъемность по формуле
.
Т.к. Стр<Сr, то предварительно выбранный подшипник подходит.
Определяем долговечность подшипника по формуле
.