Материал: Записка по Курсовому
7. Расчет шпоночных соединений
d- диаметр вала, мм; h- высота шпонки, мм;
t1 – глубина шпоночного паза, мм; lр – длина шпонки, мм.
Напряжения смятия, испытываемые шпонкой:
|
|
|
2Т |
|
|
|
100...150Н |
|
см |
d h t |
l |
см |
|||||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
р |
|
|
|||
|
|
|
1 |
|
|
|
передаваемый шпонкой.
/ мм2, где Т – крутящий момент,
7.1 Шпонка быстроходного вала
d = 32 мм; размер шпонки b*h*lp = 10x8x28 мм; Т = 76400 Нмм. t1 = 5 мм.
см |
2*76400 |
|
= 56,8 Н/мм2, т.е. условие прочности выполнено. |
|
|
5) *(28 |
|
||
|
32 *(8 |
10) |
||
7.2. Шпонка промежуточного вала
d = 46 мм; размер шпонки b*h*lp = 14x9x45 мм; Т = 222370 Нмм.
|
|
|
|
t1 = 5,5 мм. |
см |
2*222370 |
|
= 75 Н/мм2, т.е. условие прочности выполнено. |
|
|
|
|
||
46 * (9 |
5, 5) * (45 |
|
||
|
14) |
|||
7.3 Шпонки тихоходного вала под колесом:
d = 55 мм; размер шпонки b*h*lp = 18x11x63 мм; Т = 431486 Нмм. t1 = 7 мм.
|
см |
2*431486 |
|
= 109 Н/мм2, т.е. условие прочности выполнено. |
|
|
55* (11 |
7) * (63 18) |
|
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Лис |
|
|
|
|
|
КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ |
|
|
№ |
Подп Дат |
25 |
|||
Изм Лист |
|
|||||
|
|
|||||
На выходном конце
d = 45 мм; размер шпонки b*h*lp = 14x9x80 мм; Т = 431486 Нмм. t1 = 5,5 мм.
см |
2*431486 |
|
= 104 Н/мм2, т.е. условие прочности выполнено |
|
|
|
|
||
|
5, 5) * (80 |
|
||
|
45* (9 |
14) |
||
|
КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ |
Лис |
|
Изм Лист № Подп Дат |
26 |
||
|
|||
|
|
8. Подбор подшипников качения
8.1 Подшипники быстроходного вала
Fr1 = 1079 H; Fr2 = 556 H; Fa = 732 H
d= 35 мм; n = 500 об/мин
В зависимости от соотношения Fa/Fr max = 732/1079 = 0,32 выбираем тип подшипника – радиально-упорный легкой серии № 3620. Его динамическая грузоподъемность С = 28926 Н, С0 = 12802 Н – статическая грузоподъёмность.
Вычислим коэффициенты осевого нагружения |
|
|
|
|
||||||
Опора 1: |
|
|
|
|
Опора 2: |
|
|
|
|
|
|
F |
|
|
|
|
Fr 2 |
|
|
||
lg |
r1 |
1.144 |
lg |
1.144 |
||||||
|
||||||||||
|
|
C |
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
e |
10 |
4.73 |
|
0,38 |
e |
|
10 |
4.73 |
|
2 |
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
= 0,34
Осевые составляющие от радиальной силы на опорах:
S |
e |
F |
0,38*1079 = 325 |
S |
2 |
e |
2 |
F |
1 |
1 |
r1 |
|
|
|
r 2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимые осевые нагрузки в подшипниках:
0,34*556 = 153
Fa1 Fa2
S2
S2
F |
|
a |
|
153
153 + 732 = 885
Определим коэффициенты радиальной и осевой нагрузки для каждой опоры:
F |
|
885 |
|
|
|
||
a1 |
|
0, 45 |
> e1, следовательно Х1 |
= 0.45, Y1 = 1,46. |
|||
|
|
||||||
VF |
1*1079 |
||||||
r1 |
|
|
|
|
|
|
|
КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ
Изм Лист № |
Подп Дат |
Лис
27
F |
|
|
a2 |
e |
|
|
2 |
|
VF |
|
|
|
|
|
r 2 |
|
|
0,34, принимаем Х2 = 1, У2 = 0.
Эквивалентная нагрузка на опорах:
P |
V X |
F |
|
Y |
F |
|
k |
k |
|
1 0, 451079 1, 46 |
885 |
|
*1,3*1 2276 |
||||
1 |
|
|
1 |
r1 |
|
1 |
a1 |
|
t |
|
|
1 |
|
|
|||
P |
V X |
2 |
F |
k |
|
k 11*556*1,3*1 753 |
|
|
|
|
|||||||
2 |
|
|
r2 |
|
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В этих формулах:
k kt
1.3 - коэффициент нагрузки;1.0 - температурный коэффициент.
Определим долговечность наиболее нагруженного подшипника при 90% вероятности безотказной работы:
|
|
|
3 |
|
6 |
|
|
|
3 |
|
6 |
|
L |
|
C |
|
10 |
|
28926 |
|
10 |
57041 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
h90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
P |
|
60n |
|
|
2276 |
|
|
60*500 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||||
часов.
Определим коэффициент надежности:
|
|
L |
|
|
a |
|
hs |
|
|
a |
a |
|||
1 |
L |
|||
|
h90 |
2 |
3 |
|
10000 |
|
|
57041 0,9 |
0,9 |
||
|
0, 24
.
Здесь а2 = 0.9 – коэффициент материала; = 0.9 – коэффициент режима смазки.
Lhs 10000 - срок службы редуктора.
Определим вероятность безотказной работы в течение 10000 часов:
ak |
|
0,24 |
S 0,9 1 |
0,9 |
0,977 |
k=1.1 для шарикоподшипников.
Вывод: подобранный подшипник будет работать в течение 10000 часов с вероятностью безотказной работы 97,7 %.
|
КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ |
Лис |
|
Изм Лист № Подп Дат |
28 |
||
|
|||
|
|
8.2 Подшипники промежуточного вала
F |
|
r1 |
|
d |
|
3000 Н;
40 мм ; n
Fr
2 |
3730 Н; Fa 509 Н. |
166,67 об/мин.
Установим в качестве опор роликоподшипники конические особолегкой серии № 710. Для этого подшипника:
С0 = 28400 Н – статическая грузоподьемность; С = 40000 Н – динамическая грузоподъемность; e = 0,32 - параметр осевого нагружения;
У = 1,88 - коэффициент осевой нагрузки.
Определим осевые нагрузки, воспринимаемые подшипниками и определим коэффициенты осевой и радиальной нагрузок:
F |
S |
0.83 e F |
0.83 0,32 3000 795 |
a1 |
1 |
r1 |
|
Н.
F |
509 |
|
0, 26 |
a1 |
1*3000 |
||
V * F |
|
|
|
r1 |
|
|
|
< e, следовательно Х1= 1, У1 = 0.
F |
S |
F |
F |
0.83 e F |
509 0.83 0,32 3000 1310 |
a2 |
1 |
a |
a |
r1 |
|
|
|
|
Н.
Fa2 V * Fr2
|
1310 |
1*3730 |
0, 34
, тогда Х2 = 0,4; У2 = 1,88.
Эквивалентные нагрузки на опорах:
P 1
P2
X1VFr1k kt 1*1*3000*1*1,3 3900
X 2VFr1 Y2Fa2 k kt 0, 4*1*3000 1,88*1310 *1*1,3 5130
Наиболее нагружена опора 2. Ее долговечность при 90% вероятности безотказной работы:
Lh90
|
10 |
6 |
|
3.33 |
|
|
|
C |
|
||
|
|
|
|
||
|
60n |
P |
|
||
6 |
|
|
3.33 |
10 |
40000 |
||
60*166, 67 |
|
5130 |
|
|
|
||
104150
часов.
Коэффициент надежности:
|
|
L |
|
10000 |
|
|
|
|
a1 |
|
hs |
|
|
0,14 |
|
||
|
|
|
|
|||||
Lh90a2a3 |
104150*0,8*0,8 |
|
||||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
КМиИГ КПДМ 2021.19.00 ПЗ |
Лис |
|
|
№ |
Подп Дат |
|
29 |
|||
Изм Лист |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||