Материал: Расчет третьей ступени редуктора
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
RDY + RCY – Fr5 – Fr4 = 6331 + 7668 – 9799 - 4200 = 0.
Суммарные реакции:
RD =
R |
2 |
R |
2 |
|
|
||
|
DX |
|
DY |
= 
17394 |
2 |
2 |
|
6331 |
= 18510 H;
|
|
|
|
RC = RС2X RС2Y = |
210672 76682 = 22419 H; |
||
Опасное сечение – место под колесо третьей цилиндрической передачи.
Материал вала – сталь 45, НВ = 240, σв = 780 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа, σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, табл. 10.2 [2].
Найдем значения изгибающих моментов в наиболее опасном сечении:
Му = RDX(e+f) – Ft4e = 17394 · 0,256 – 11538 · 0,165 = 2549,1 Н·м;
Мх = RDY(e+f) – Fr4e = 6331 · 0,256 – 4200 · 0,165 = 928 Н·м;
Мсеч =
М2 М 2
ХУ
=
2 |
928 |
2 |
2549,1 |
|
= 2712,7 Н·м.
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1d3 = 2712,7 · 103 / 0,1 · 1413 = 9,6 МПа
τа = τк /2 = М3 / 2 · 0,2d3 = 2100 · 103 / 0,4 · 1413 = 6,5 МПа Кσ / Кdσ = 3,8 табл. 10.13 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 табл. 10.13 [2]; KFσ = KFτ = 1 табл. 10.8 [2]; KV = 1 табл. 10.9 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 9,6 = 9,8; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 6,5 = 14
S = Sσ Sτ / |
S 2 |
S 2 |
|
9,82 14 |
2 |
= 8,07 > [S] = 2,5 |
|
= 9,8 · 14 / |
|
|
|||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Прочность вала обеспечена.
Выбор типа подшипника.
Осевые нагрузки отсутствуют, поэтому берем радиальные шарикоподшипники №315, С = 112 кН, С0 = 72,5 кН, d×D×B = 75×160×37
QA = RC Kδ KT = 22419 · 1,3 · 1 = 29144,7 H
Ресурс подшипника:
Lh = a23(C / QA)m (106 / 60n3) = 0,8 · (112 / 29,1447)3 · (106 / 60 · 80) = 3,9 · 104 ч
3,9 · 104 ч > [t] = 2,5 · 104 ч
Подшипник подходит.
9. Расчет промежуточного (второго) вала и расчет подшипников для него
Диаметр выходного конца вала, исходя из расчета на кручение:
d2 =
3 |
М |
2 |
|
||
|
|
/ 0,2[ ] |
k |
|
=
3 |
600 |
10 |
3 |
/ 0,2 |
25 |
|
|
= 49,3 мм
Принимаем: диаметр под подшипники – Ø50 мм, под колесо – Ø60мм.
Ft2 = 4706 H, Fr2 = 1713 H, k = 116 мм, l = 165 мм, m = 86 мм.
Ft3 = 11538H, Fr3 = 4200 H.
Реакции опор:
в плоскости xz:
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
RFX = (Ft2k + Ft3(k+l))/(k+l+m) =(4706·116 + 11538·281)/367 = 10322 Н; REX = (Ft3m + Ft2(m+l))/(k+l+m) =(11538·86 + 4706·251)/367 = 5922 Н;
Проверка:
RFX + REX - Ft2 – Ft3 = 10322 + 5922 - 4706 – 11538 = 0.
в плоскости yz:
RFY = (Fr2k + Fr3(k+l))/(k+l+m) =(1713·116 + 4200·281)/367 = 3757 Н;
REY = (Fr3m + Fr2(m+l))/(k+l+m) =(4200·86 + 1713·251)/367 = 2156 Н;
Проверка:
RFY + REY – Fr2 – Fr3 = 3757 + 2156 – 1713 - 4200 = 0.
Суммарные реакции:
М |
4 |
|
|
R |
2 |
R |
2 |
|
10322 |
2 |
3757 |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
||||||||
RF = |
|
FX |
|
FY |
= |
= 10984 H; |
||||||
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
R |
2 |
R |
2 |
|
5922 |
2 |
2156 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
RE = |
|
EX |
|
EY |
= |
|
= 6302 H; _Усилие от муфты: FM = 250 |
|||||
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= 250 |
8000 |
= 22360 H |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
Ft6 = 26923 H, Fr6 = 9799 H, a = 266,5 мм, b = 131,5 мм, с = 100 мм.
Реакции от усилий в зацеплении:
RAx(a + b) – Ft6b = 0; RAx = Ft6b / (a + b) = 26923 · 131,5 / 398 = 8895 H RBx = Ft6 - RAx = 26923 – 8895 = 18028 H
Mx = RBxb = 18028 · 0,1315 = 2371 H · м
RAy = Fr6b / (a + b) = 9799 · 131,5 / 398 = 3238 H
RBy = Fr6 - RAy = 9799 – 3238 = 6561 H
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1d3 = 944 · 103 / 0,1 · 943 = 11,4 МПа
τа = τк /2 = М2 / 2 · 0,2d3 = 600 · 103 / 0,4 · 943 = 1,8 МПа Кσ / Кdσ = 3,8 табл. 10.13 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 табл. 10.13 [2]; KFσ = KFτ = 1 табл. 10.8 [2]; KV = 1 табл. 10.9 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 11,4 = 8,3; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 1,8 = 50,6
S = Sσ Sτ / |
S 2 |
S 2 |
|
8,32 50,6 |
2 |
= 8,2 > [S] = 2,5 |
|
= 8,3 · 50,6 / |
|
|
|||
Прочность вала обеспечена.
Выбор типа подшипника.
Осевые нагрузки отсутствуют, поэтому берем радиальные шарикоподшипники №310, С = 61,8 кН, С0 = 36 кН, d×D×B = 50×110×27
QA = RF Kδ KT = 10984 · 1,3 · 1 = 14280 H
Ресурс подшипника:
Lh = a23(C / QA)m (106 / 60n2) = 0,8 · (61,8 / 14,28)3 · (106 / 60 · 300) = 3,6 · 104 ч
3,6 · 104 ч > [t] = 2,5 · 104 ч
Подшипник подходит.
10. Смазка
Смазка зубчатых зацеплений осуществляется окунанием одного из зубчатых колес в масло на полную высоту зуба.
Вязкость масла по табл. 11.1 [2]:
V1 = 4,2 м/с – V40° = 27 мм2/с
V2 = 1,63 м/с – V40° = 33 мм2/с
V3 = 0,65 м/с – V40° = 35 мм2/с
V40°ср = 31 мм2/с