9Подбор и расчет подшипников выходного вала
Вычислим силы, действующие на выходной вал [1, стр. 23]
Н
– радиальная сила (33)
Н
– осевая сила (34)
Исходя из того, что, согласно эскизному проекту, опоры вала равно удалены от червячного колеса, составим уравнения равновесия и определим равновесные реакции для выходного вала. Схема нагружения вала представлена на рис. 2.
Рис. 2 Схема нагружения вала
Для вертикальной плоскости:
(35)
(36)
(37)
(38)
Проверка:
(39)
(расчет
верный) (40)
Для горизонтальной плоскости:
(41)
(42)
(43)
(44)
Проверка:
(45)
(расчет
верный) (46)
Определяем суммарные радиальные реакции:
(47)
(48)
Согласно полученным значениям и рекомендациям [6, стр. 322] выберем шариковый радиальный тип подшипника. По инженерным соображениям для простоты сборки и обслуживания механизма диаметры вала под подшипники примем равными d = 5 мм. Выберем по каталогу подшипник 25 легкой серии диаметров 2, узкой серии ширин со следующими характеристиками
Н
– статическая грузоподъемность
подшипника
Н
– динамическая грузоподъемность.
Согласно рекомендациям [9, cтр. 353] определим коэффициент радиальной X=0,56 и осевой нагрузок Y=2,30.
Вычислим эквивалентную нагрузку на подшипник по формуле
Н
(49)
где Kσ – коэффициент безопасности. Для легких толчков и кратковременных перегрузок 125% Kσ=1,2 [1, стр.112]
KT – температурный коэффициент. Для температур ниже 100ºС 125% KT=1 [3, стр.112]
Определим долговечность выбранного подшипника по формуле [3, стр. 112]
ч
(50)
Вычисленная долговечность превышает заданную 2,44·106 ч > 18000 ч.
10 Обоснование выбора применяемых материалов и типа смазки
В качестве материала корпуса и корпусных деталей (подшипниковых крышек) выбирается литейный алюминиевый сплав силумин АЛ2 ГОСТ 2695-75, имеющий малый удельный вес и хорошие литейные свойства. [6, стр. 421]
Для изготовления червяка используем сталь марки 40Х ГОСТ 4543-86, которая обладает высокой прочностью, хорошо обрабатывается и закаливается. [9, стр. 242]
Материалом червячного колеса служит бронза БрОФ 10-1, обладающая повышенной износоустойчивостью. [9, стр. 242]
Для изготовления болтов и винтов, ввиду небольших нагрузок на них, выбираем углеродистую обыкновенного использования сталь Ст3. [1, стр. 803]
В качестве смазочного материала выбираем жидкое индустриальное масло И-Т-Д-100 ГОСТ 17479.4-87, т.к. скорость вращения υs=11,32 м/с > 3м/c. [1, стр. 647]
Литература
1. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т., т.2 - М: Машиностроение, 1980, -557с.
2. Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т., т.3 - М: Машиностроение, 1980, -557с.
3. Вышинский Н.В. Техническая механика. Курсовое проектирование -Мн.: Бест принт, 2001. – 164с.
4. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование. 2-е изд. испр. и доп. – Мн.: УП «Технопринт» 2002.
5. Курсовое проектирование деталей машин / Кудрявцев В.Н., Державец Ю.А., Арефьев И.И. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984 – 400 с.
6. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М. – М.: Машиностроение, 1988 – 416 с.
7. Методическое пособие для курсового проектирования по курсам «Механизмы устройств ЭВМ» и «Прикладная механика» / Петренко В.В., Назаренко В.Г., Рудковский Ч.Г., Хранцкевич В.В. -Мн.: МРТИ, 1991. – 56с.
8. Милосердин Ю. В. Расчет и конструирование механизмов приборов и установок. – М. : Машиностроение, 1978 – 320 с
9. Расчеты деталей машин: справочное пособие / Кузьмин А. В. – Мн. : Выш. шк., 1986 – 400 с