Размещено на http://www.allbest.ru/

Задание

Для ранее рассчитанной передачи зацеплением требуется:

1. Определить нагрузки на валах редуктора:

1.1. Определить силы в зацеплении редукторной передачи;

1.2. Определить величины консольных сил.

2. Составить силовую схему нагружения валов редуктора.

3. Выполнить приближенный расчет валов и произвести предварительный выбор подшипников. Составить эскизную компоновку (формат А1).

4. Для составленной расчетной схемы вала:

4.1. Определить реакций в опорах подшипников;

4.2. Построить эпюры изгибающих и крутящих моментов.

5. Выполнить проверочный расчет предварительно выбранных подшипников.

6. Выполнить чертеж проектируемого вала в соответствии с рекомендациями изложенными: Курмаз, Л.В. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие/Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. - М.: Высш. шк., 2004. - 309 с: ил.

редуктор вал передача подшипник

Рисунок 1 Кинематическая схема механизма



Таблица 1

Исходные данные

Вариант	Исходные данные в соответствии с самостоятельной работой №	Консольная сила	Рассчитываемый вал
		Быстроходный вал	Тихоходный вал
9	4	Ременная передача	Шестерня конической передачи	Тихоходный



1. Нагрузки валов редуктора

Редукторные валы испытывают два вида деформации - изгиб и кручение. Деформация кручения на валах возникает под действием вращающих моментов, приложенных со стороны двигателя и рабочей машины. Деформация изгиба валов вызывается силами в зубчатом зацеплении закрытой передачи и консольными силами со стороны открытых передач и муфт.

1.1 Определение сил в зацеплении червячной передачи

Согласно заданию, расчет выполняется для червячной передачи. В этом случае в зацеплении будет действовать три силы: окружная, радиальная и осевая (рис. 2).

Рисунок 2 Силы в зацеплении червячной передачи

Момент на быстроходном валу

Н·м.



Таблица 2

Силы в зацеплении конической передачи

Силы в зацеплении	Значение силы, Н
	На шестерне	На колесе
Окружная
Радиальная
Осевая

1.2 Определение консольных сил

На входную часть червяка будет действовать консольная сила от плоскоременной передачи, а на выходную часть тихоходного вала консольные силы от шестерни конической передачи.

Консольная сила от плоскоременной передачи

.

Консольные силы от шестерни конической передачи

.



2. Силовая схема нагружения валов редуктора

Составляем силовую схему нагружения валов редуктора (рис. 3).

Рисунок 3 Силовая схема нагружения валов



3. Проектный расчет валов

3.1 Выбор материала валов

В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала. Принимаем сталь 40Х.

Механические характеристики сталей для изготовления валов определяются по таблице 3.2 [1, стр.53].

3.2 Выбор допускаемых напряжений на кручение

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т. е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение Н/мм². При этом меньшие значения - для быстроходных валов, большие - для тихоходных.

3.3 Определение геометрических параметров ступеней валов

Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей (рис. 4, 5).

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр и длину [1, стр.112ч113, табл. 7.1].



3.3.1 Геометрические параметры ступеней быстроходного вала

Рисунок 4 Типовая конструкция быстроходного вала-червяка

Первая ступень вала (под шкив)

мм;

Принимаем мм;

мм;

Размер фаски мм.

Вторая ступень вала (под подшипник и уплотнение)

мм;

Принимаем мм;

мм.

Третья ступень вала (под червяк)

мм;

мм (определено графически).

Четвертая ступень вала (под подшипник)

мм;

мм (роликовый конический подшипник).

3.3.2 Геометрические параметры ступеней тихоходного вала

Рисунок 5 Типовая конструкция тихоходного вала одноступенчатого червячного редуктора

Первая ступень вала (под шестерню конической передачи)

мм;

По стандартному ряду мм;

мм;

Размер фаски мм.

Вторая ступень вала (под подшипник и уплотнение)

мм;

Принимаем мм;

мм.

Третья ступень вала (под червячное колесо)

мм;

мм (определено графически).

Четвертая ступень вала (под подшипник)

мм;

мм (роликовый конический подшипник).

Пятая ступень вала

мм;

мм (определено графически).

3.4 Предварительный выбор подшипников качения

Для червячной передачи рекомендуется применять роликовые конические подшипники.

Для быстроходного вала принимаем роликовые конические подшипники средней серии, установка враспор.

Для быстроходного вала типоразмер подшипника по величине диаметров мм.

Подшипник типоразмера 7305А ГОСТ 27365-87.

Основные параметры подшипника:

размеры, мм: d = 25, D = 62, T = 18.25, r = 2;

грузоподъемность, кН: C_r = 41,8; C_0r = 28,0.

Для тихоходного вала червячной передачи принимаем роликовые конические подшипники легкой серии, установка враспор.

Типоразмер подшипника по величине диаметров мм.

Подшипник типоразмера 7209А ГОСТ 27365-87.

Основные параметры подшипника:

размеры, мм: d = 45, D = 85, T = 20,75, r = 2,0;

грузоподъемность, кН: C_r = 62,7; C_0r = 50,0.

Эскизная компоновка представлена на листе 1 графической части.



4. Определение реакций в подшипниках и изгибающих моментов

Расчет тихоходного вала.

Вертикальная плоскость (ось y).

Реакции в опорах

; ;

; ;

Проверка

;

;

.

Изгибающие моменты, Н·м

;

;

;

.

Горизонтальная плоскость (ось z).

Реакции в опорах

; ;

; ;

Проверка

;

;

.

Изгибающие моменты, Н·м

;

;

;

.

Суммарные реакции (R, Н) и изгибающие моменты (М, Н·м)

;

;

;

;

;

;

.

Крутящий момент

Н·м.

Строим эпюры крутящего и изгибающего моментов. Результат представлен на рисунке 6.



Рисунок 6 Эпюры изгибающего и крутящего моментов



5. Проверочный расчет подшипников

Динамическая грузоподъемность определяется в зависимости от значения эквивалентной нагрузки

, (1)

где - требуемая долговечность подшипника, ч;

- коэффициент надежности, ;

- коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника, для роликовых конических подшипников ;

- частота вращения вала, об/мин;

- степень, для роликовых конических подшипников .

Для роликовых конических подшипников расчет эквивалентной нагрузки выполняется для каждого подшипника, с целью определения наиболее нагруженной опоры.

Коэффициент влияния осевого нагружения для подшипника серии 7209А e = 0,41.

Левый подшипник (точка 1).

Осевая составляющая радиальной нагрузки

Н.

Осевая нагрузка подшипника

Н.

, значит, эквивалентная нагрузка определяется по формуле

, (2)

где - коэффициент вращения, при вращающемся внутреннем кольце подшипника ;

- коэффициент безопасности, определяется по таблице 9.4 [3, стр.145];

- температурный коэффициент, ;

- реакция подшипника, Н.

Н.

Правый подшипник (точка 3).

Осевая составляющая радиальной нагрузки

Н.

Осевая нагрузка подшипника

Н.

, значит, эквивалентная нагрузка определяется по формуле (2)

Н.

Таким образом, наиболее нагруженным является правый подшипник (точка 3).

Отсюда динамическая грузоподъемность

Н.

Условие выполняется.

Долговечность подшипника.

; (3)

часов.

Таблица 3

Основные размеры и эксплуатационные характеристики подшипников

Вал	Подшипник	Размеры dDB, мм	Динамическая грузоподъемность, Н	Долговечность
	Принят предвари-тельно	Принят оконча-тельно
Т	7209А	7209А	458520,75	17348	62700	1535931	21286



6. Проектирование вала

Чертеж тихоходного вала представлен на листе 2 графической части.



Список использованных источников

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. Калининград: Янтар. сказ, 2006. 456 с.: ил., черт. Б. ц.

2. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. 2-е изд., испр.: М.: Высш. шк., 2005. 309 с.: ил.

3. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. 8-е изд., перераб. и доп. М.: Издательский центр «Академия», 2004. 496 с.

Размещено на Allbest.ru