Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







РАСЧЕТ ВАЛОВ. ЭСКИЗНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА





В курсовой работе предусмотрен проектировочный расчет валов. Рекомендуется следующая последовательность выполнения работы:

а) выбор материала для валов;

б) проектный расчет валов;

в) эскизная компоновка редуктора на основе установленных в результате расчётов габаритных размеров зубчатых колёс, а также в результате определения диаметров валов под места их установки;

г) разработка конструкций валов, предусматривая определение длины их отдельных участков по эскизной компоновке, с учётом размещения шпоночных соединений валов с зубчатыми колёсами, муфтами и посадочных мест под подшипники с манжетами уплотнения;

д) разработка конструкции редуктора, используя приведенные в приложениях образцы конструкций и рекомендуемые значения параметров отдельных элементов.

Материалы для валов

Для валов и осей применяют углеродистые и легированные стали. В качестве заготовок используются прокат, штамповки (в массовом производстве) или поковки. Для валов рекомендуется применять качественные углеродистые и легированные стали марок: 45 по ГОСТ 1050-89; 40Х, 40ХН и др. по ГОСТ 543-71, подвергаемые улучшению или закалке. Механические характеристики сталей, наиболее часто применяемых для изготовления валов, даны в таблице 4.

Проектировочный расчет валов

На ранней стадии приближённо диаметры валов могут быть найдены по величине крутящего момента [10]:

(43)

где T – расчетный крутящий момент на соответствующем валу (табл. 3), Нм; - допускаемое касательное напряжение на кручение, МПа. Для быстроходных валов = 10 – 13 МПа, для промежуточных валов – = 10 – 20 МПа, для тихоходных валов – = 25 – 35 МПа.

Если между двигателем и редуктором стоит муфта, то диаметр входного (быстроходного) вала редуктора принимают d = (0.8 – 1.2) d1 (d1 – диаметр вала электродвигателя, приведенный в приложении 1). В многоступенчатых редукторах диаметр ведомого вала под колесом i-той ступени di = (0.33 – 0.45) awi, мм (awi – межосевое расстояние i-той ступени).

Диаметры других участков валов назначаются по конструктивным соображениям, обратив внимание на необходимость обеспечить возможность сборки вала с сопрягаемыми деталями. Диаметры посадочных мест валов и корпусов редуктора под подшипники качения должны быть приняты с учётом соответствующих размеров подшипников (приложение 3).

По результатам расчётов принимается ближайшее большее значение диаметра вала из ряда стандартных чисел по ГОСТ 6636-69 (приложение 2).

ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ

Расчёт составляющих сил в зацеплении и реакций опор

Для выбора подшипников целесообразно определить значения сил, действующих в зацеплении (табл. 15), а также ориентировочные значения опорных реакций, используя примерные соотношения в расположении зубчатых колёс и опор, т.е. подшипниковых узлов.



Таблица 15. Формулы для определения сил, действующих в зацеплении

Тип зацепления Силы, Н
Окружная Радиальная Осевая
Цилиндрические косозубые Ft =
Цилиндрические прямозубые Ft =

Здесь - крутящий момент на ведущем колесе, Нм; - диаметр начальной окружности этого колеса, мм; - угол наклона зуба колеса. При расчёте ввиду весьма незначительной разницы в размерах вместо диаметра начальной окружности допускается принимать диаметр делительной окружности, т.е. принять и угол зацепления .

В таблице 16 приведены результаты уточнённого расчёта нагрузок на подшипники для рассматриваемого примера. Учитывая идентичность конструкций редукторов по заданию к курсовой работе и в рассматриваемом примере, результаты расчетов, содержащихся в таблице 16, можно использовать для примерного определения расчётных нагрузок на подшипники.

Таблица 16. Результаты определения сил, действующих

На подшипниковые узлы

Параметр и размерность Валы редуктора
Быстроходный Промежуточный Тихоходный
Крутящий момент, Нм (табл. 3) 47,8 325,9 1111,0
Делительный диаметр зубчатых колёс I ступени d1, мм (табл. 11) 34,74 245,26
Делительный диаметр зубчатых колёс II ступени d2, мм (табл. 11) 80,5
Окружная сила Ft1, Ft2, Н (табл. 15)
Окружная сила Ft3, Ft4, Н (табл. 15)
Радиальная сила Fr1, Fr2, Н (табл.15)
Радиальная сила Fr3, Fr4, Н (табл. 15)
Осевая сила* Fa1, Fa2, Н (табл. 15)
Равнодействующая*2 окружных и радиальных сил I ступени F1, Н  
Равнодействующая*2 окружных и радиальных сил II ступени F2, Н
Радиальная составляющая*3 реакции опоры I ступени Rr1, Н (результат расчёта по эпюрам)
Радиальная составляющая *3 реакции опоры II ступени Rr2, Н (результат расчёта)
Соотношение s = Rri/Fi*4 0.71 0.78 0.78

Примечание к табл. 16. * Осевая сила Fa является одновременно и осевой составляющей реакции опоры, т.е. Ra = Fa; *2Равнодействующая окружных Ft и радиальных Fr сил определяется по формуле ; *3Максимальная радиальная реакция опоры где Rв и Rг – соответственно вертикальная и горизонтальная составляющие реакции той из опор, которая расположена ближе к ведущему зубчатому колесу быстроходного вала и ближе к шестерни и колесу второй ступени для промежуточного и тихоходного валов. Для вычисления этих составляющих строятся эпюры изгибающих моментов от действия проекций всех сил на валы в вертикальной и горизонтальной плоскостях. В таблице 16 приведены расчитанные значения опорных реакций Rr для первой и второй ступеней. Эти значения определены для выявления соотношения s = Rri/Fi, которое оказалось в рассматриваемом примере в диапазоне s = (0,71…0,78). *4i = 1 или 2, или 3 – относится соответственно к быстроходному, промежуточному и тихоходному валам.

Учитывая, что редукторы, проектируемые студентами, подобны конструкции, приведенной в примере, можно упростить определение реакций опор валов редуктора с целью подбора подшипников качения. Для числовых значений реакций опор можно использовать приближенную формулу:

(44)

где s – коэффициент, который в соответствии с примечанием к табл. 16 можно принять равным s=0,75, а F – равнодействующая окружных и радиальных сил.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.