Материал: Задание 2 ДМ

Федеральное агентство морского и речного транспорта Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Государственный университет морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова»

Институт водного транспорта

Кафедра основ инженерного проектирования

ЗАДАНИЕ 2

по «Технической механике»

08.03.01_3з «Строительство»

«РАСЧЕТ РЕАКЦИЙ ОПОР»

Студент Потапов А. (Фамилия, И.О.) Группа ____________

Руководитель проекта _______________________ (Фамилия И.О.

г. Санкт-Петербург

2020

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ К ЗАДАЧЕ 2

Техническое задание

Выполнить расчет реакций опор выходного вала редуктора.

Подшипники шариковые радиально –упорные. При расчете учитывать силу от муфты, действующую на вал. Исходные данные в таблице.

Студент _____________(Фамилия, И.О.) Группа ____________

Руководитель проекта ______________________ (Фамилия И.О.)

1. ПРОЕКТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ,

ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИЙ В ОПОРАХ

1.1. Проектировочный расчёт валов

Валы находятся под действием крутящих и изгибающих моментов. На данном этапе разработки проекта известны только крутящие моменты на валах. При проектировочном расчёте значение диаметра вала в местах установки зубчатых колёс предварительно определяем, исходя из условия

d_i = , (1)

где d_i – расчётное значение диаметра данного вала;

Т_i – крутящий момент на данном валу;

[]_i – допускаемое напряжение для материала вала;

при проектировочном расчёте принимается [] = (0,026...0,036)_в (наименьшие значения – для быстроходных, средние – для промежуточных, наибольшие – для тихоходных валов). Если Т [нм], то не забыть домножить на 10³, чтобы перевести в [нмм].

В качестве материала валов при положительных климатических температурах используют сталь 40 нормализованную, временное сопротивление которой равно _в = 580 МПа для заготовок диаметром до 100 мм. Соответственно, для выходного вала [] = 15,08 МПа, для ромежуточного вала [] = 17,98 МПа, для входного вала [] = 20,88 МПа.

Расчётное значение диаметра выходного вала d_р-Вых= 41,245 мм; промежуточного вала d_р-Пр = 27,824 мм; входного вала d_р-Вх= 17,697 мм.

1.2. Определение диаметральных размеров ступенчатых валов

Фактические значения диаметров валов принимаются с учётом расчётных значений по (7) и с учётом других требований к редуктору и согласованию его частей.

Редуктор является составной частью привода. Выходной вал редуктора соединён с исполнительным механизмом зубчатой муфтой, а на входной вал редуктора установлен ведомый шкив ременной передачи.

1. Диаметр выходного вала редуктора должен соответствовать диаметру присоединительного отверстия муфты.

Зубчатая муфта выбирается по условию, что наибольший расчётный момент на выходном валу К T_им не превышал допускаемый для данного номера муфты момента Т_кр (таблица 2):

К T_им  Т_кр, (2)

где К – коэффициент нагрузки привода; К = К₁ К₂ К₃

К₁ – коэффициент степени ответственности передачи; в случае остановки машины К₁ =1, в случае аварии машины К₁ =1,2, ряда машин К₁ =1,5, гибели людей К₁ =1,8;

К₂ – коэффициент режима работы механизма; от К₂ =1 при спокойной работе до К₂ =1,3 … 1,5 для тяжёлой работы с ударами и реверсивных механизмов;

К₃ – коэффициент учитывает угловое смещение соединяемых валов, принимается от 1,0 при 0,25 до 1,75 при 1,5.

С учётом условий работы, указанных в ТЗ, и малом угловом смещении значение принят коэффициент К = К₁ К₂ К₃ = 1,2⋅1,4⋅1 = 1,68

Таблица 2

Параметры зубчатых муфт

По условию (8) принята муфта № 1, в этом случае К Т_им = 492,24 Нм меньше Т_кр. Значению Т_кр данной муфты соответствует диаметр d_М= 40. мм. Так как К T_им меньше Т_кр , то диаметр отверстия в муфте для вала d_Вых оценим, исходя из d_Вых  d_М(К Т_им / Т_кр)^1/3 = 31,583 мм. Значение диаметра d_Вых принимаем согласно ряду стандартных линейных размеров R40:

… 18; 20; 22; 25; 26; 28; 30; 32; 34/35;36; 38; 40; 42; 45/47; 48; 50; 53; 56; 60/62; 63/65; 67/70; 71/72; 75; 80; 85; 90; 95; 100 мм …

Принято значение d_Вых = 32 мм. По значению d_Вых определены остальные диаметральные размеры ступенчатого входного вала редуктора (рис. 1).

Значение диаметра вала d_п3, на котором будет установлен подшипник качения, должно быть кратно пяти (при диаметре внутреннего кольца подшипника d  20 мм). Из условия сборки деталей на валу, очевидно, что диаметра вала d_п3 должен быть больше d_Вых = 32 мм.

Высота буртика, фиксирующего муфту и детали на валу в осевом направлении, принимается в не менее t = (0,56…0, 58) от диаметра вала, на котором устанавливается данная деталь. При d_Вых = 32 мм высота буртика t = 0,56- 0,58 мм, а диаметр буртика должен быть 33 -35 мм. Поэтому принят минимальный внутренний диаметр подшипника выходного вала d_п3 = 35 мм.

Диаметр участка вала d_зк, на котором устанавливается зубчатое колесо, должен быть несколько больше диаметра d_п3 = 34 мм. Примем из ряда нормальных линейных размеров R40 ближайшее значение d_зк = 42 мм. Соответственно, диаметр буртика d_б, фиксирующего зубчатое колесо в осевом направлении, примем равным 44 мм.

Диаметр вала в местах установки зубчатых колёс принимается равным расчётному по (7) для коротких валов (отношение длины вала между опорами к его максимальному диаметру не более 5) и на 7… 10% больше расчётного для длинных валов. В нашем случае d_р-Вых= 41,245 мм, а принятое значение d_зк = 42 мм.

1.3. Предварительный выбор подшипников качения

Все валы данной схемы редуктора нагружены радиальными и осевыми силами и могут быть установлены на радиально-упорные шарикоподшипники или конические роликоподшипники. Для опор всех валов приняты радиально-упорные шарикоподшипники серии 46.000:

– для выходного вала лёгкой серии.