Материал: Расчет и сборка редуктора

9. Поставить на проекциях эскизной компоновки необходимые размеры, выполнить основную надпись.

Таблица 2. Размеры предварительно выбранных подшипников.

Вал            Тип подшипника ,

ммТ, ммСr,

кНCor,

8. Проверка долговечности подшипников

Из предыдущих расчётов имеем:

Ft = 998,3 Н

Fr = 367,02 Н

Fа = 142,23 Н

Вертикальная плоскость.

Определяем реакции опор.

 (78)

 (79)

Проверка:

 (80)

Горизонтальная плоскость.

Определяем опоры реакций

 (81)

Проверка:

Суммарные реакции:

 (82)

Подбираем подшипники по более нагруженной опоре А.

Эквивалентная нагрузка:

 (83)

=1 (вращается внутреннее кольцо)

КБ=1.4 [3, с 322]

КТ=1 [3, с 322]

X=0.4 (таблица 16.1 [3, с 323])

Y=1.67

p=3,33

Расчётная долговечность, млн.об:

 (84)

=3,33

Расчёт на долговечность, ч:

 (85)

Так как полученная долговечность значительно превышает необходимую рекомендую принимать шариковые радиально-упорные однорядные подшипники легкой серии типа 36205.

Тогда:

Расчётная долговечность, млн.об:

Расчёт на долговечность, ч:

8.2 Ведомый вал

Ведомый вал несёт нагрузки:

Ft = 998,3 Н

Fr = 367,02 Н

Fа = 142,23 Н

 (86)

Вертикальная плоскость.

Определяем реакции опор.

 (87)

 (85)

Проверка:

 (86)

Определяем моменты в горизонтальной плоскости

 (87)

Горизонтальная плоскость.

Определяем реакции опор

 (88)

 (89)

Проверка:

 (90)

Определяем моменты

 (91)

Суммарные реакции:

 (92)

Подбираем подшипники по более нагруженной опоре B.

Эквивалентная нагрузка:

=1 (вращается внутреннее кольцо)

КБ=1.4 [2, с 322]

КТ=1 [2, с 322]

p=3,33

принимаем e=0.38

значит x=1 y=0

Расчётная долговечность, млн.об:

 (93)

Расчёт на долговечность, ч:

 (94)

Так как полученная долговечность значительно превышает необходимую рекомендую принимать шариковые радиально-упорные однорядные подшипники легкой серии типа 36208.

Расчётная долговечность, млн.об:

Расчёт на долговечность, ч:

9. Подбор и проверочный расчёт шпонок

9.1 На ведущем валу

Выбираю размеры шпонки под установку полумуфты по  ([2], таблица 5.1) принимаем размеры сечения шпонки , . Глубина паза , .

Выбираем длину шпонки ([2], таблица 5.1, примечание). При длине ступицы  принимаем длину шпонки . Рабочая длина шпонки

. (95)

Допускаемое напряжение смятия (ступица стальная).

Расчётное напряжение смятия шпонки ([2], стр.98):

, (96)

что удовлетворяет условию прочности.

Условное обозначение шпонки: .

.2 Ведомый вал ( шпонка под установку зубчатого колеса)

Для диаметра вала  ([2], таблица 5.1) принимаем размеры сечения шпонки , . Глубина паза , .

Выбираем длину шпонки ([2], таблица 5.1, примечание). При длине ступицы  принимаем длину шпонки . Рабочая длина шпонки . (97)

Допускаемое напряжение смятия (ступица стальная).

Расчётное напряжение смятия шпонки ([2], стр.98):

, (98)

что удовлетворяет условию прочности.

Условное обозначение шпонки: .

.3 Ведомый вал ( шпонка под установку звездочки)

Для диаметра вала  ([2], таблица 5.1) ([2], таблица 5.1) принимаем размеры сечения шпонки , . Глубина паза , .

Выбираем длину шпонки ([1], таблица 5.1, примечание). При длине ступицы  принимаем длину шпонки . Рабочая длина шпонки

.

Допускаемое напряжение смятия (звездочка стальная).

Расчётное напряжение смятия шпонки ([2], стр.98):

, (99)

что удовлетворяет условию прочности.

Условное обозначение шпонки: .

9. Выбор посадок соединений редуктора

Для соединения валов с деталями передающими вращающий момент применяют шпонки с посадками с натягом .

Детали вращения на валах устанавливаются с зазором или с натягом в зависимости от передаваемой нагрузки.

Подшипники на валы устанавливаются по прессовой посадке, а в корпус по свободной посадке.

Для обеспечения надёжности и длительности работы узлов и соединений необходимы требования к деталям по геометрической точности: цилиндричность, параллельность, перпендикулярность, биение, по точности шероховатости поверхности Ra, Rz.

Зубчатое колесо, муфта устанавливаются на валы по посадкам H7/h6

Шкивы устанавливают по посадкам H7/js6

Точность диаметра вала под подшипник обеспечивается посадкой k6

Отверстие в корпусе под подшипник выполняется по H7

Допуск перпендикулярности зависит от номинального диаметра и степени точности соединения.

Для цилиндрических поверхностей необходимо указывать радиальгое биение.

Шероховатость поверхностей деталей.

Для точных соединений под внутреннее кольцо подшипника поверхность вала выполняется по Ra=1.6

Под шкив, полумуфту и зубчатое колесо Ra=3.2

Под уплотнительное кольцо поверхность вала необходимо полировать по до Ra=0.4

Не ответственные поверхности Ra=6.3 или Ra=12.5

10. Уточнённый расчёт ведомого вала

10.1 Действие силы цепной передачи  на вал.

 (100)

0.2 Материал вала

Принимаем сталь 45. Диаметр заготовки неограничен. Твёрдость не ниже 200 НВ, , , , .

.3 Строим эпюру изгибающих моментов Мв в вертикальной плоскости

0.4 Строим эпюру изгибающих моментов Мг горизонтальной плоскости:

10.5 Строим эпюру крутящих моментов M

Передача вращающего момента происходит вдоль оси вала от середины ступицы колеса до середины ступицы звёздочки: .

В соответствии с размерами вала и эпюрами Мв, Мг и M предположительно опасными сечениями вала, подлежащими проверке на сопротивление усталости, являются сечения Ι-Ι и ΙΙ-ΙΙ, в которых возникают наибольшие моменты и имеются концентраторы напряжений.

Коэффициент запаса прочности в сечении Ι-Ι.

Суммарный изгибающий момент:

. (101)

Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:

. (102)

Полярный момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:

. (103)

Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле:

. (104)

Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле:

. (105)

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза и установкой колеса на валу с натягом. При наличии на валу двух концентраторов напряжений находят каждый из них и за расчётный принимают тот, который имеет большее значение ([2], §1.4). Ограничимся определением концентрации напряжений только от шпоночного паза.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений для вала со шпоночным пазом, выполненным концевой фрезой ([2], таблица 1.2): ;  (коэффициенты рассчитаны линейной интерполяцией).

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения ([2], таблица 1.3): . По [1], таблица 1.5 при  коэффициент влияния шероховатости поверхности . Коэффициент влияния поверхностного упрочнения  - поверхность вала не упрочняется.

Коэффициенты концентрации напряжений для вала в сечении Ι-Ι по формулам ([2], стр. 25):

;

. (106)

Коэффициенты запаса прочности вала в сечении Ι-Ι по нормальным  и касательным  напряжениям по формуле ([2], стр. 26):

; . (107)

Расчётный коэффициент запаса прочности вала в сечении Ι-Ι:

. (108)

.6 Коэффициент запаса прочности в сечении ΙΙ -ΙΙ

Суммарный изгибающий момент:

. (109)

Осевой и полярный моменты сопротивления сечения:

; (110)

. (111)

Амплитуда нормальных напряжений при симметричном цикле:

. (112)

Амплитуда касательных напряжений при отнулевом цикле:

. (113)

Концентрация напряжений обусловлена посадкой на валу внутреннего кольца подшипника с натягом. По [2], таблица 1.4: ; (коэффициенты рассчитаны линейной интерполяцией). По [2], таблица 1.4 при  ; .