4. Ориентировочный расчет валов и предварительный выбор

подшипников и муфт

4.1 Вал-шестерня быстроходный (входной)

Рисунок 4.1 Эскиз вала №1

,

,

где - высота заплечика (таблица 12.1 [1]);

; ; ,

, выбираем .

_,

-диаметр резьбы прижимной гайки, выбирается как внутренний диаметр резьбы больше , и принимаем в большую сторону кратному 5 от диаметра , ,где - координата фаски подшипника, мм (таблица 12.1 [1]).

Рисунок 4.2 Эскиз вала № 4

где d- диаметры валов;

- размер фаски колеса (таблица 12.2 [1]);

, , , - принимать в большую сторону кратно 2;

- принимаем в большую сторону кратно 5;

принимаем мм;

принимаем мм;

;

принимаем мм.

4.2 Предварительный выбор подшипников

Тип подшипников: роликовые радиально-упорные конические.

Рисунок 4.3 Эскиз подшипника

Таблица 4.1 Выбор подшипников

Вал	Тип	Условное обозначение	d	D	B	T	C	Cr,кН	Cor,кН
1	роликовые радиально- упорные конические	7210А	60	110	22	24,0	19	91,3	70
4	роликовые радиально- упорные конические	7210А	60	110	22	24,0	19	91,3	70

4.3 Выбор муфты

Исходя из условий работы данного привода, выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту.

Рисунок 4.4 Эскиз муфты

Таблица 4.2 Выбор муфты

Вал	Тип			T	L	D
4	Упругая втулочно- пальцевая	50	50	1000	170	220

5. Конструктивные размеры зубчатых колес

Рисунок 5.1 Эскиз конического колеса

Размеры зубчатых колес:

, принимаем мм;

, принимаем мм;

, .

6. Конструктивные размеры корпуса

Определяются основные размеры корпусных деталей: толщина стенок основания корпуса и крышки корпуса, толщина фланцев, диаметры болтов фундаментных, крепящих крышку к корпусу.

Рисунок 6.1 Эскиз корпуса

Размеры:

Принимаем мм;

=12,5мм; принимаем _{мм; k=2,4∙d=24мм;}

; принимаем ,

где _-толщина стенок корпуса и крышки;

_-толщина фланцев корпуса и крышки;

_-толщина ребер;

-главный габарит редуктора;

расстояние между стенками корпуса и зубчатыми колёсами.

7. Проверка долговечности подшипников

7.1 Пространственная схема механизма

Рисунок 7.1 Пространственная схема механизма

7.2 Определение реакции

Вал№1

Рисунок 7.2.1 Расчетная схема вала №1

7.2.1 Опорные реакции вала №1

По компоновочному чертежу определяем расстояния

а=80мм; b=87,5мм; с=35мм.

Составляем уравнения моментов и определяем реакции в опорах.

Плоскость YOZ:

Проекции на ось ОУ:

Проверка:

-RAY+RBY-Fr3=0

-154,187+1043,167-888,98=0 - проверка выполняется.

Проекция на ось ОХ:

RBZ

RBZ =-3702,118

-RAZ∙b+Ft3∙c=0

RAZ= =1057,74

Проверка:

∑FZ=0

RAZ-RBZ+Ft3=0

1057,748-3702,118+2644,37=0 - проверка выполняется.

Суммарные реакции опор:

RA=

RB=

Вал №4

Рисунок 7.2.2 Расчетная схема вала № 4

7.2.2 Опорные реакции вала № 4

По компоновочному чертежу определяем расстояния

а=107мм; b=87мм; с=126мм.

Составляем уравнения моментов и определяем реакции в опорах.

Плоскость YOX:

∑MA=0

RYB∙ (b+c) –FR2∙b+Fa4∙ =0

RYB= = = -424,34

∑MB=0

-RAY∙ (b + c) + Fa4∙ +FR2∙ c = 0

RAY = = =764,88

Проверка:

∑FY=0

RAY-RBY-FR2=0

764,88-424,34-340,54=0

Плоскость ZOX:

∑MA=0

RBZ ∙ (b+c) +Ft2∙b=0

RBZ= = = -1080,09

∑MB=0

-RAZ ∙ (b+c) - Ft2∙c = 0

RAZ= = = -1564,28

Проверка:

∑FZ=0

-RAZ+Ft2-RBZ=0

-1564,28+2644,37-1080,09=0

Проверка выполняется.

7.3 Расчет подшипников

1) Расчётная долговечность в часах: пригодность подшипников оценивается по их долговечности из расчета по динамической грузоподъемности. Выбранные подшипники должны быть работоспособны в течение требуемого срока эксплуатации.

где - базовая радиальная динамическая грузоподъёмность подшипника=91,3кН; - эквивалентная радиальная динамическая нагрузка, Н; m=10/3 - показатель степени для роликовых подшипников;n – частота вращения вала.

где - осевые и радиальные силы, действующие на подшипниках; - коэффициент безопасности 1,2…1,6; - температурный коэффициент, при температуре до 100 =1; Pэкв.=Re

Вал №1

Рисунок 7.3 Установка и нагружение подшипников враспор

_{RSA=0,83∙e∙RA}

RSB=0,83∙e∙RB,

где - расчётный параметр выбранного подшипника (e=0,40); - суммарные реакции опор.

_{RSA=0,83∙0,40∙1068,927=354,88}

RSB=0,83∙0,40∙3846,281=1276,97

RSA+Fa1= 340,54+354,88=695,42

Если RSA+Fa1>RSB, то RAa=RSA,RBa=Fa1+RSa

ЕслиRSA+Fa1<RSB, то RAa=RSB, RBa=RSB

695,42<1276,97

RSA+Fa1<RSB RAa=1276,97, RBa=1276,97

=1,19

1,19 0,40

= (V∙X∙ +Y∙ )∙ ∙

=(1∙0,4∙1068,927+1,5∙1276,97)∙1,4∙1=3280,24

=0,33

0,33<0,40 <

= V∙ ∙ ∙

=1∙3846,281∙1,4∙1=5384,79

Loh=1∙0,7∙ ∙ =2576602,6

Так как расчетная долговечность больше требуемой (2576602,6 14191,2), то подшипник пригоден.

Вал № 4:

Рисунок 7.4 Установка и нагружение подшипников врастяжкку

_{RSA=0,83∙e∙RA}

RSB=0,83∙e∙RB

_{RSA=0,83∙0,40∙1741,27=578,10}

RSB=0,83∙0,40∙1160,46=385,27

RSB+Fa2= 888,98+385,27=1274,25

ЕслиRSB+Fa2>RSA, тоRBa=RSB,RAa=Fa2+RSB

ЕслиRSB+Fa2<RSA, тоRBa=RSA, RAa=RSA

578,10<1274,25

RSB+Fa2>RSA RAa=1274,25, RBa=385,27

=0,73

0,73 0,40

= (V∙X∙ +Y∙ ) ∙ ∙

=(1∙0,4∙1741,27+1,5∙1274,25)∙1,4∙1=3651,04

=0,33

0,33<0,40 <

= V∙ ∙ ∙

=1∙1160,46∙1,4∙1=1624,64

Loh=1∙0,7∙ ∙ =2422836,7 14191,2

Так как расчетная долговечность больше требуемой (2422836,7 14191,2), то подшипник пригоден.