Предварительный расчет диаметров валов

При проектном расчете определяется диаметр выходного конца вала или диаметр под шестерней для промежуточных валов. Расчет ведется на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям:

,

где Т – крутящий момент на валу, Н∙мм;

- допускаемое напряжение на кручение.

Для определения диаметра выходных концов валов принимаем .

Диаметр выходного конца быстроходного вала:

.

Принимаем .

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

.

Принимаем .

Диаметры валов в местах установки подшипников

Рисунок 6 – Эскизы валов редуктора:

а) быстроходного, б) тихоходного

Подбор и проверочный расчет муфты

Рисунок 7 – Муфта упругая втулочно-пальцевая

Муфта выбирается в зависимости от передаваемого крутящего момента.

По ГОСТ 21424-93 при Т=67 Нм выбираем муфту с разными втулками 125-25-1-38-1.

Основные геометрические параметры:

D=100 мм, L=104 мм, l=50 мм, d₁=40 мм, D₁=63.

Усилие на вал от муфты

Условие прочности пальца на изгиб:

< [2, с. 189],

где - номинальный крутящий момент на валу электродвигателя;

- коэффициент режима работы;

- диаметр окружности расположения пальцев;

Z=6 – число пальцев;

- диаметр пальца;

- длина пальца [5, табл. 13.3.2].

, что меньше допускаемых напряжений

Определим условие прочности втулки на смятие

< ,

где - длина втулки [7, табл. 17.9]

, что меньше допускаемых напряжений на смятие резины .

Предварительный выбор подшипников

На входной вал редуктора устанавливаем роликовые радиальные подшипники (рис. 8). На выходной вал редуктора устанавливаем шариковые радиальные подшипники (рис. 9). Предварительно выбираем подшипники легкой серии 2207 и 210. Основные размеры и характеристики представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Характеристики подшипников

Рисунок 8 – Роликовый радиальный подшипник

Рисунок 9 – Шариковый радиальный подшипник

Разработка компоновочной системы

Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции – разрез по осям валов при снятой крышке.

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию; затем вертикальную линию, и из точки пересечения линии под углами зацепления конической передачи.

Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде трапеций; шестерня выполнена за одно целое с валом.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

а) принимаем зазор между торцом ступицы и внутренней стенкой корпуса А=8 мм;

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А=8 мм.

Предварительно намечаем радиально-упорные шарикоподшипники легкой серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников d_п1 = 35 мм и d_п2 = 50 мм.

Подбор подшипников качения по долговечности

Расчет подшипников ведущего вала

Определяем реакции опор валов из уравнений равновесия.

Рисунок 10 – Расчетная схема ведущего вала

Плоскость XZ:

: ;

.

: ;

.

Проверка:

:

.

Плоскость YZ:

: ;

;

: ;

Проверка:

:

.

Строим эпюры.

Суммарные реакции на опорах:

; .

Эквивалентная динамическая нагрузка ,

где X – коэффициент радиальной нагрузки, V – коэффициент вращения кольца(V =1 при вращении относительно нагрузки внутреннего колеса),

F_r – радиальная нагрузка на подшипник, Y – коэффициент осевой нагрузки,

F_a – осевая нагрузка на подшипник, =1,3 - коэффициент безопасности,

- коэффициент влияния температуры ( при ).

Эквивалентная динамическая нагрузка равна:

;

.

Т.к. , то расчет долговечности ведем по второму подшипнику.

где – частота вращения вала;

- динамическая грузоподъемность;

p – показатель степени (p=3 для шариковых подшипников).

.

Расчет ведомого вала

Рисунок 11 – Расчетная схема ведомого вала

Плоскость XZ:

: ;

.

: ;

.

Проверка:

:

.

Плоскость YZ:

: ;

;

: ;

Проверка:

:

.

Суммарные реакции на опорах:

; .

Строим эпюры.

Эквивалентная динамическая нагрузка ,

где X – коэффициент радиальной нагрузки, V – коэффициент вращения кольца(V =1 при вращении относительно нагрузки внутреннего колеса),

F_r – радиальная нагрузка на подшипник, Y – коэффициент осевой нагрузки,

F_a – осевая нагрузка на подшипник, =1,3 - коэффициент безопасности,

- коэффициент влияния температуры ( при ).

Эквивалентная динамическая нагрузка равна:

;

.

Т.к. , то расчет долговечности ведем по первому подшипнику.

где – частота вращения вала;

- динамическая грузоподъемность;

p – показатель степени (p=3 для шариковых подшипников).

.

Расчет шпоночных соединений

Методика расчета

Для закрепления на валах зубчатых колес и муфт применены призматические шпонки, выполненные по ГОСТ 23360-78 (рис. 12).

Рисунок 12 – Шпоночное соединение

Так как высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам, расчет сводится к проверке размеров по допускаемым напряжениям при принятой длине [2. с.73]:

,

где T - крутящий момент на валу, ;

d - диаметр вала, мм;

h - высота шпонки, мм;

t₁ - заглубление шпонки в валу, мм;

l – полная длина шпонки, мм;

b - ширина шпонки, мм.

Шпонка под муфтой

Для заданного диаметра вала () выбираем сечение призматической шпонки , [5, табл. 9.1.2]. Принимаем длину шпонки Тогда

, что меньше предельно допустимых

Принимаем шпонку 8´7´32 ГОСТ 23360-78.

Шпонка под колесом

Для заданного диаметра вала () выбираем сечение призматической шпонки , [5, табл. 9.1.2]. Принимаем длину шпонки

Тогда

, что меньше предельно допустимых

Принимаем шпонку 16´10´63 ГОСТ 23360-78.

Шпонка под звездочкой

Для заданного диаметра вала () выбираем сечение призматической шпонки , [5, табл. 9.1.2]. Принимаем длину шпонки Тогда

, что меньше предельно допустимых

Принимаем шпонку 12´8´50 ГОСТ 23360-78.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

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