7.3.2 Еквівалентне динамічне навантаження re, н
Рисунок 7.4 – схема навантаження підшипників тихохідного вала.
а)
Відношення
;
де Ra = Fa2 = – осьова складова реакції підшипника;
V
= 1;
Rr2 = R2 = RD = Н – радіальна складова реакції найбільш навантаженого підшипника,
=
б)
Відношення
,
де Cor– статична вантажопідйомність прийнятого підшипника, Н, за табл. 6.1;
Cor= Н;
= , тоді
за табл. 9.2 [1., с. 131] е = , Y =
в) Так
як
е,
тоді за 9.1 [1.,
с. 124]
RE = (97)
де Кб = 1,2;
Кт = 1.
RE =
7.3.3 Необхідна розрахункова динамічна вантажопідйомність підшипника Сrp, Н
Crp
= RE
;
(98)
де а) 2 – кутова швидкість тихохідного вала, рад/с;
2= рад/с;
б) Lh – потрібна довговічність підшипника, годин
Lh = 25000 годин,
Сrp =
Так як Сrp < Сr, підшипник працездатний;
де Сr= кН за табл. 6.1.
8
Підбір шпонок. Перевірка шпонкових
з’єднань
Для обох валів приймаємо призматичні шпонки з закругленими торцями.
Розміри шпонок та шпонкових пазів визначаємо за табл. К42 [1., с. 428]. Шпонкові з’єднання перевіримо на зминання. Приймаємо допустимі напруження на зминання: [σ]зм = 120 МПа – для стальної маточини, [σ]зм = 60 МПа – для чавунної маточини.
8.1 Швидкохідний вал.
Шпонка для з’єднання вала зі шківом пасової передачі
а) вихідні данні: d = d1´ = мм , lст = l1´ = мм, T1 = Н·м– обертовий момент на валу.
б) Розміри шпонки і пазів:
b = мм, h = мм, t1 = мм, t2 = мм.
l = lст – (5...10) мм, (99)
l = , приймаємо l = мм.
в) Напруження при зминанні σзм, МПа
σзм
=
;
(100)
σзм =
σзм < [σ]зм
Умови міцності виконуєтся.
Приймаємо шпонку ГОСТ 233360 – 78.
8.2 Тихохідний вал
8.2.1 Шпонка для з’єднання вала з полумуфтою.
а) Вихідні данні d = d1´´ = мм, lст = l1´´ = мм, T2 = Н·м – обертовий момент на валу.
б) Розміри шпонки і пазів
b
= мм, h
= мм, t1
= мм, t2
= мм.
l = lст – (5...10) мм, (101)
l = , приймаємо l = мм.
в) Напруження при зминанні σзм, МПа
σзм
=
(102)
σзм =
σзм [σ]зм
Умова міцності виконується.
Приймаємо шпонк ГОСТ 23360 – 78.
8.2.2 Шпонка для з’єднання вала з зубчатим колесом.
а) Вихідні данні: d = d3´´ = мм, lст = мм, T2 = Н · м.
б) Розміри шпонки і пазів:
b = мм, h = мм, t1 = мм, t2 = мм
l = lст – (5...10) мм, (103)
l = , приймаємо l =
в) Напруження при зминання σзм, МПа
σзм = ; (104)
σзм =
σзм < [σ]зм
Умови міцності виконується
Приймаємо шпонку ГОСТ 23360 – 78.
9
Перевірочний
розрахунок тихохідного вала
Перевіримо міцність вала в перерізі під зубчастим колесом.
9.1 Коефіцієнт концентрації напружень за нормальними напруженнями (Кσ)D і за дотичними напруженнями (Кτ)D.
(Кσ)D
=
+ KFσ
– 1;
(105)
(Кτ)D
=
+ KFτ
–
1;
(106)
де а) Kσ і Kτ – ефективні коефіцієнти концентрації напружень,
для σB = 780 МПа; Kσ = 2,05; Kτ = 1,87 [1., табл. 11.1];
б) Kdσ і Kdτ – коефіцієнт абсолютних розмірів,
для d = d3 ´´= мм; Kdσ = ; Kdτ = [1., табл. 11.3];
в) KFσ і KFτ – коефіцієнт впливу чистоти поверхні;
для обточки з параметром Ra = 0,8 мкм
KFσ = KFτ = 1, 26 [1., табл. 11.4].
(Кσ)D =
(Кτ)D =
9.2 Межа витривалості в перерізі вала за нормальними напруженнями (σ–1)D і за дотичними напруженнями (τ –1)D, МПа.
(σ -1)D
=
;
(107)
(τ –1)D
=
;
(108)
де а) σ –1 – межа витривалості сталі, для сталі 45 σ –1 = 335 МПа;
б) τ –1 = 0, 58· σ –1 = 0, 58 · 335 = 195 МПа.
(σ
–1)D
=
(τ –1)D =
9.3 амплітуда циклу дотичних напружень τа, МПа
τа
=
;
(109)
де а) Мк = Т2 = Н·м – крутячий момент в перерізі;
б) Wк нетто – момент опору перерізу вала при крученні, мм3
Wк
нетто =
;
(110)
Wк нетто =
τа =
9.4 Амплітуда циклу нормальних напружень σа, МПа
σа
=
;
(111)
де а) МЗГ – згинаючий момент в перерізі, Н·мм
МЗГ
=
;
(112)
де Mx – згинаючий момент в горизонтальній площині;
My – згинаючий момент в вертикальній площині;
Mx = RDY ; (113)
Mx =
My = RDX ; (114)
My =
МЗГ =
б) Wнетто – момент опору в перерізі при згині, мм3
Wнетто
=
;
(115)
Wнетто =
σа =
9.5 Коефіцієнт запасу міцності за нормальними напруженнями Sσ
Sσ
=
;
(116)
Sσ =
9.6 Коефіцієнт запасу міцності за дотичними напруженнями Sτ
Sτ
=
;
(117)
Sτ =
9.7 Загальний коефіцієнт запасу міцності S
S=
;
(118)
S =
S > [S] = 1,6
Умова міцності виконується.
10
Змащування
10.1 Змащування зубчатого зачеплення
10.1.1 Засіб змащування
Приймаємо безперервне змащування рідким мастилом картерним засобом.
10.1.2 Вибір сорту мастила
За табл 10.29 [1., с. 241] для σн = МПа і V = м/с.
Приймаємо мастило ГОСТ 17479.4 – 87.
10.1.3 Кількість мастила Vм , л
Vм = 0,6 · P'д; (119)
Vм =
10.1.4 Рівень мастила у, мм
Рисунок 10.1 – Схема змащування зубчатого зачеплення.
а) мінімальна глибина занурення зубчатого колеса в мастило hм min, мм
hм min = m = мм;
б) максимальна глибина занурення зубчатого колеса в мастило hм max, мм
hм max = 0,1 · d2 ; (120)
hм max =
в) мінімальний рівень мастила ymin, мм
ymin = y + hм min; (121)
ymin =
г)
максимальний рівень мастила ymax,
мм
ymax = y + hм max; (122)
ymax =
10.1.5 Контроль рівня мастила
10.1.6 Злив мастила
В корпусі передбачається отвір з пробкою з метричною різьбою.
10.2 Змащування підшипників
Так як V < 3 м/с, тому приймаємо пластичне мастило типу солідол-жировий ГОСТ 1933–79. Порожнина підшипника закривається з середини мазьозатримуючими кільцями, а зовні кришками. Для ущільнення валів застосовуються гумові манжети. Розміри манжет приймаємо за табл. К20 [1.,с.398]:
а) для швидкохідного вала – манжета ГОСТ 8752 –79;
б) для тихохідного вала – манжета ГОСТ 8752 –79.
Література
Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов. – М.: Высшая школа, 1991 – 432 с.
Перель Л. Я. Подшипники качения: Расчет, проектирование и обслуживание опор: Справочник – М.: Машиностроение, 1983 – 543 с.