Обе опоры конструируются одинаково, каждый подшипник предотвращает движение вала в одну сторону.
Достоинства:
1. Возможность регулировки подшипников;
2. Простота конструкции опор;
Недостатки:
1. Вероятность защемления тел качения;
2. Более жесткие допуски на размеры.
Но все-таки данная схема установки (враспор) наиболее распространена и предпочтительна.
Конструирование корпуса редуктора
Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей передачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также восприятия сил возникающих, в зацеплении редукторной пары, подшипниках, открытой передаче. Наиболее распространенный способ изготовления корпусов литье из серого чугуна (например, СЧ 15).
Форма корпуса определяется в основном технологическими, эксплуатационными и эстетическими условиями с учетом его прочности и жесткости.
Габаритные размеры корпуса определяются размерами расположенной в корпусе редукторной пары и кинематической схемой редуктора.
Толщина стенок корпуса редуктора и ребер жесткости принимаются одинаковыми:
δ=1,8(Т2)¼=1,8(105,4)¼= 6мм
Толщину стенки принимаем равной 7 мм (dmin=6).
Смазывание. Смазочные устройства
Смазывание зубчатых зацеплений и подшипников применяется в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшения износа, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибрации.
Смазывание зубчатого зацепления
а) Способ смазывания. Для редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом.
б) Выбор сорта масла. Зависит от значения расчетного контактного напряжения в зубьях sн и фактической окружной скорости колес υ. В проектируемом редукторе применяем для смазки смазочное масло И-Г-С-100.
в) Определение количества масла. Объем масляной ванны Vм определяем из расчета ~0,5 ... 0,8 л масла на 1кВт передаваемой мощности: Vм=(0,4..0,8)∙2,8≈2,24 дм3.
Необходимое количество масла примем равным 4 л.
г) Определение уровня масла. Определяется по формуле:
hм=(0,1…0,5)d1=3мм
д) Контроль уровня масла. Уровень масла, находящегося в корпусе, контролируется круглым маслоуказателем в стенке корпуса редуктора.
е) Слив масла. Для слива масла в корпусе предусматривается сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой .
Смазывание подшипников
Смазывание подшипников качения в проектируемом приводе производится жидкими материалами из картера в результате разбрызгивания масла колесами, образования масляного тумана и растекания масла по валам.
Задача 10. Проверочные расчеты
Проверочный расчет шпонок
Призматическая шпонка тихоходного вала под колесом подлежит проверке на смятие.
Параметры шпонки: 12x8x34.
Условие прочности на смятие:
см = 2Т /( Aсм · d) ≤ [см], (11.1)
где Т — крутящий момент на тихоходном валу ; Асм – площадь смятия;
Асм = (0,94 h - t1) lр, (11.2)
где lр = l – b = 34 – 12 = 22 мм – рабочая длина шпонки; t1 = 5 мм; h = 8 мм;
Асм = (0,94 · 8 – 5) · 22 = 55,44 мм2,
см = 2 · 105,4 · 103/ (40 · 55,44) = 95 Н/мм2 ≤ []см = 190 Н/мм2
Призматическая шпонка выходного конца тихоходного вала также подлежит проверке на смятие.
Параметры шпонки: 10x8x26.
lр = l – b = 26 – 10 = 16 мм; t1 = 5 мм; h = 8 мм;
Асм = (0,94 · 8 – 5) · 16 = 40,32 мм2,
σсм = 2 · 105,4 · 103/ (30 · 40,32) = 174,3 Н/мм2 ≤ [σ]см = 190 Н/мм2
Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов
Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения экв, Н/мм2:
экв = 1,3 Fp / A ≤ [], (11.3)
где Fp — расчетная сила затяжки винтов, обеспечивающая нераскрытие стыка под нагрузкой, Н,
Fp = [Кз (1 - х) + х] Fв, (11.4)
Fв = 0,5; Ry = 0,5 · 2804,5 = 1402,25 Н — сила, воспринимаемая одним стяжным винтом, Н, где Ry — большая из реакций в вертикальной плоскости в опорах подшипников тихоходного вала, Н.
х — коэффициент основной нагрузки, х = 0,27;
Кз — коэффициент затяжки, Кз = 1,5;
Fp = [1,5 · (1 - 0,27) + 0,27] · 1402,25 = 1914,07 H;
A — площадь опасного сечения винта, мм2:
А = dp2 / 4, (11.5)
dp ≈ d2 - 0,94 p — расчетный диаметр винта; р — шаг резьбы, р = 1,75мм; d2 — наружный диаметр винта, d2 = 12 мм.
dp ≈ 12 - 0,94 · 1,75 = 10,355 мм,
А = 3,14 · 10,3552 / 4 = 84,17 мм2.
[] — допускаемое напряжение при неконтролируемой затяжке, [] = ,25 · = 0,25· 300 = 75 H/мм2.
экв = 1,3 ·1914,07 / 84,17 = 30 ≤ 75 H/мм2
Проверочный расчет валов
Проверочный расчет валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и растяжения.
Условие прочности:
S ≥ [S], (11.6)
где [S]= 1,5 — допускаемое значение коэффициента запаса прочности.
1. Определим напряжения в опасных сечениях быстроходного вала:
а = М·103/ Wнетто, (11.7)
a = Мкр·103/ (2·Wρнeтто ), (11.8)
где — a и a амплитуда напряжения и цикла соответственно;
М — суммарный изгибающий момент в рассматриваемом опaсном сечении,
Н · м;
Мкр — крутящий момент, Н · м;
Wнетто — осевой момент сопротивления сечения вала, мм3;
Wρнетто — полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм3;
а = 70,7· 1000 / 2195,2 = 32,2 Н / мм2,
a = 3 Н / мм2.
2. Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала:
(K)D = K / Kd + KF – 1, (11.9)
(K)D = K / Kd + KF – 1, (11.10)
где К и K — эффективные коэффициенты концентрации напряжений;
Kd — коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
КF — коэффициент влияния шероховатости;
(K)D = 1,65 / 0,73 + 1, 5 - 1 = 2,76
(K)D = 1,45/ 0,73 + 1,5 - 1 = 2,49
3. Определяем пределы выносливости в расчетном сечении вала, Н / мм2:
(-1)D= -1 / (K)D = 410 / 2,76 = 148,55 Н / мм2,
( -1)D = -1 / (K)D = 0,58 -1 / (K)D = 0,58 · 410 / 2,49 = 95,5 Н / мм2,
где — -1 и -1 пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, Н/мм2.
4. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
s = (-1)D / a = 148,55 / 32,2 = 4,61,
s = (-1)D / a = 95,5 / 3 = 31,83.
5. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
s = s s /√s2 + s2 = 4,61 · 31,83 / √4,61 2 + 31,83 2 = 4,56 ≥ [S] = 1,5.
6. Рассмотрим опасное сечение на 2-й ступени быстроходного вала
а = 7,7· 1000 / 1562,5 = 45,25 Н / мм2,
a = 7,7· 1000 / (2·0,2·15625) = 11,3 Н / мм2.
7. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
s = (-1)D / a = 148,55 / 45,25 = 3,28,
s = (-1)D / a = 95,5 / 11,3 = 8,45.
8. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
s = s s /√s2 + s2 = 3,28·8,45 / √3,28 2 + 8,45 2 = 3,06 ≥ [S] = 1,5.
9. Определим напряжения в опасных сечениях тихоходного вала:
а = 102 · 1000 / 0,1 · 74088 = 13,8 Н / мм2,
a = 104,8 · 1000 / (2 · 0,2 · 74088) = 3,5 Н / мм2.
10. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
s = (-1)D / a = 148,55 / 13,8 = 10,76
s = (-1)D / a = 95,5 / 3,5 = 27,3
11. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
s = s s /√s2 + s2 = 10,76 · 27,3 / √10,76 2 + 27,3 2 = 10 ≥ [S] = 1,5.
12. Определим напряжения в опасных сечениях тихоходного вала на 2-й ступени:
а = 102 · 1000 / 4287,5 = 23,8 Н / мм2,
a = 104,8 · 1000 / (2 · 0,2 · 42875 ) = 6,1 Н / мм2.
13. Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
s = (-1)D / a = 148,55 / 23,8 = 6,24
s = (-1)D / a = 95,5 / 6,1 = 15,65
14. Определим общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:
s = s s /√s2 + s2 = 6,24 · 15,65 / √6,24 2 + 15,65 2 = 5,8 ≥ [S] = 1,5.
Таблица 10.1 Результаты проверочных расчетов
Детали | Напряжение, Н/мм2 | Детали | Коэффициент запаса прочности | ||||
расчетное | допускаемое [] | pасчетный s | допуска-емый s | ||||
Шпонки | Т | 174,3 | 190 | Вал | Б | 4,56 | 1,5 |
Т | 95 | 190 | Б | 3,06 | 1,5 | ||
Стяжные винты | 30 | 75 | Т | 10 | 1,5 | ||
Т | 5,8 | 1,5 |
Дата: 2019-05-28, просмотров: 205.