Материал: Сапрамат
Диаметр вершин зубьев da = d + 2mn:
шестерни
da1 = 63,26 + 2∙2 = 67,26 мм; |
колеса
da2= 156,74 + 2∙2 = 160,74 мм. |
Диаметр впадин зубьев:
шестерни
dfl = d1 – 2,5mn = 63,26 - 2,5∙2 = 58,26 мм; |
колеса
df2 = 160,74 - 2,5∙2 = 151,74. |
11. Силы, действующие в зацеплении:
окружная
Ft1=Ft2= |
2M2 |
= |
2·455,4∙103 |
=5810 Н; |
d2 |
156,74 |
радиальная
Fr1=Fr2= |
Fttgα |
= |
5810∙0,384 |
=2158 Н; |
cosβ |
0,98 |
осевая
Fa1=Fa2=Fttgβ=5810∙0,18=1046 H |
.
Пример № 3
Задание
Определить основные размеры вала. По данным примера 1 момент на ведомом валу редуктора М2 = 455,4 Н∙м.
Решение
Определяем диаметр выходного конца ведомого вала
d |
M2 |
= |
455,2 |
=0,035м=35мм |
0,2[τ] |
0,2∙50·106 |
B2=
3
3
Диаметр вала подшипника принимаем dn2 = 40 мм, под зубчатое колесо dk2 = 45 мм.
Эскизнаякомпановка выполняется 1:1 с учетом размеров колеса и вала. По данным примера 2 ширина венца зубчатого колеса b2=50 мм, диаметр колеса d2= 156,74 мм.
1.Вычерчиваем контур колеса.
2.Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса, зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса, определяем по формуле
ℓ = 0,03аω + 1 мм = 0,03∙120 + 1 = 4,6 мм, |
принимаем
ℓmin = 8 мм. |
Если получается ℓmin>8 мм, то надо принимать фактическое значение у=8...12 мм. Вычерчиваем вал и контуры предполагаемых подшипников, габаритные размеры которых принимаем из соответствующих таблиц. Для ведомых валов с малой окружной скоростью принимаем консистентную смазку и для предотвращения ее вытекания на валах устанавливаем мазеудерживающие кольца. Путем замера находим расстояние между серединамиподшипников качения. Принимаемрадиальные шариковые подшипники, диаметр вала dn = 40 мм. Подшипник легкий серии 308 имеет следующие параметры:
d = 40 мм, D=90 мм, В = 23 мм при динамической грузоподъемности С=31,3 кН, Со = 22,3 кН.
( см. таблицу 4)
Таблица 4
Примечание. Цифрой 2 обозначен подшипник, который воспринимает осевую силу в зацеплении.
Соотношение сил |
Результатирующая осевая нагрузка |
Rб1> Rб2; Fa> 0 |
Ra1 = Rб1 |
Rб>Rб2; Fa>Rб2 - Rб1 |
Ra2 = Rб1 + Fa |
Rб1< Rб2 |
Ra1 = Rб2 - Fa |
Fa< Rб2 - Rб1 |
Ra2 = Rб = Rб2 |
Пример № 4
Задание
Подобрать подшипники качения для ведомого вала редуктора. Силы в зубчатом зацеплении: окружная Ft = 5810 Н, радиальная Fr = 2158 Н, осевая Рa= 1046 Н, частота вращения вала
(см. пример I) ω2 = 14 рад/с. Делительный диаметр колеса d2= 156,74 мм. Диаметр вала в месте посадки подшипника 40 мм. Расстояние между серединами подшипников 98 мм.
Решение
Определяем реакции опор от сил, действующих в вертикальной плоскости:
∑МА=0; FrL/2+Fad2/2-RByL=0 |
∑MB=0; RAyL+Fad2/2-FrL/2=0 |
RBy= |
2158·98/2+1046·156,74/2 |
=1911,5 |
98 |
RAy= |
2158·98/2-1046·156,74/2 |
=246,5 Н |
98 |
Реакция опор от силы Ft, действующей в горизонтальной плоскости:
RAx=RB= |
5810 |
=2905 |
2 |
Суммарные реакции подшипников:
RA= r2Ay + R2Ax = 246,52 + 29052 = 2920H = 2,92кН |
RB= R2By + R2Bx = l911,52 + 29052 = 3450H = 3,45 кН |
Наиболее нагруженной является опораВ, поэтому по ней ведем дальнейший расчет. Вычисляем отношение осевой нагрузки Fa = 1,046 кН к статической грузоподъемности
C0=22,3 кН для подшипника 308:
Fa/С0 = 1,046/22,3 = 0,045. |
По табл. 16.1 с. 323 [4] для Fa/C0 = 0,045 после интерполяции коэффициент осевогонагруженияℓ=0,21. Определяем отношение осевой нагрузки к радиальной
Fa/RB=1,046/3,45=0,31>ℓ, |
принимаем
X=0,56, Y=2,1, Кб=1,30, Кт=1. |
Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку подшипникаВ:
Рэ = (RBX + FaY)KтKб = (3,45∙0,56 + 1,046∙2,1)1,3=5,37 кН. |
Долговечность подшипника
Lh= |
1 |
С |
= |
106 |
· |
31,33 |
=24,7·103 ч. |
572,4ω2 |
Pэ |
572,4·14 |
5,37 |
06
Долговечность данного подшипника удовлетворяет ресурсу работы t = 250004.
Пример № 5
Задание
Подобрать шпонку для соединения ведомого колеса с валом и проверить прочность соединения. Исходные данные взять из результатов решения предыдущих задач.
Решение
Выбираем стандартную призматическую шпонку для соединения ведомого вала с диаметром под ведомое колесо dB=45 мм из таблицы 5.
Шарикоподшипники радиальные однорядные |
Шарикоподшипники радиально — упорные Однорядные |
|||||||
Ra/Co2 |
е |
Ra/(VRr)>е |
б0 |
Ra/Cor |
е |
Rа/(VRr)>е |
||
X |
Y |
X |
V |
|||||
0,014 |
0,19 |
|
2,3 |
|
0,014 |
0,3 |
|
1,81 |
0,028 |
0,22 |
|
1,99 |
|
0,029 |
0,34 |
|
1,62 |
0,056 |
0,26 |
|
1,71 |
|
0,057 |
0,37 |
|
1,46 |
0,084 |
0,28 |
|
1,55 |
|
0,086 |
0,41 |
|
1,34 |
0,11 |
0,3 |
0,56 |
1,45 |
12 |
0,11 |
0,45 |
0,45 |
1,22 |
0,17 |
0,34 |
|
1,31 |
|
0,17 |
0,48 |
|
1,13 |
0,28 |
0,38 |
|
1,15 |
|
0,29 |
0,52 |
|
1,04 |
0,42 |
0,42 |
|
1,04 |
|
0,43 |
0,54 |
|
1,01 |
0,56 |
0,44 |
|
1 |
|
0,57 |
0,54 |
|
1 |
Роликоподшипники конические однорядные |
26 |
— |
0,68 |
0,41 |
0,87 |
|||
36 |
— |
0,95 |
0,37 |
0,66 |
||||
— |
Каталог |
0,4 |
Каталог |
|
|
|
|
|
|
или |
|
или |
|
|
|
|
|
|
1,5 tg б |
|
0,4 сtg б |
|
|
|
|
|