= =766,27Н
R_y2 = = =461,53 Н

где: l₁ - расстояние от оси вала-шестерни до оси подшипника;

Проверка:

R_y1 +Ry₂ – F_r = 766,27+461,53 -1227,8 = 0.

Подбираем подшипники по наиболее нагруженной опоре 1.

Намечаем радиальные шариковые подшипники средней серии № 308 (см. [1] стр.497, табл.19.18-19.26)

d=40мм, D=90мм, В = 23мм,

С = 41,0 кН, С₀ = 22,4 кН.

Эквивалентная нагрузка по формуле 67, X и Y находим по таблице приложения В.

Отношение F_a / C₀ = 751 /22400 =0,033; этой величине по каталогу подшипников соответствует е =0,22.

Отношение F_a / F_r =751 / 1227,8 = 0,61 > e; X = 0,56; Y = 1,99; K_b =1; V = 1;

F_э = (1· 0,56· 1227,8 + 1,99· 751) ·1 = 2182 Н.

Расчётная долговечность, млн. оборотов

С_r = 2182 = 18 329 Н;
С_r ≤ [С_r]; 18 329Н ≤ [22 400Н];

Условие выполняется.

Расчётная долговечность, млн. об. L = (C / F_э)³ = (41000 /2182)³ =6645 млн. об.

Расчётная долговечность, ч L_h = L·10⁶ / 60n = 6645·10⁶ / 60·1000 =110·10³ ч; здесь n = 1000 об/мин – частота вращения ведущего вала, р=3.

Долговечность подшипника обеспечена.
Рассчитываем подшипники на ведомом валу.

Рисунок 2. Расчетная схема подшипников на ведомом валу
Ведомый вал несет такие же нагрузки, как и ведущий.

F_t = 3265,3H; F_r =1227,8Н; F_a = 751H; b₂ =85мм; d_П = 60 мм;

в плоскости x

-R_x3 = - R_x4 = -F_t / 2 = -3265,3 / 2 = -1632,65H;
R_y3 = = = 1256Н
R_y4 = = = -28,2Н

где: l₂ - расстояние от оси колеса до оси подшипника

Проверка:

-R_y3 -Ry₄ + F_r = -1256 –(-28,2)+1227,8 = 0.

Выбираем подшипники по более нагруженной опоре 3.

Выбираем радиальные шариковые подшипники средней серии № 312 (см. [1] стр.497, табл.19.18-19.26)

---

d =60 мм; D = 130 мм; В = 31 мм; С = 81,9 кН; и С₀ = 48,0 кН.

Эквивалентная нагрузка по формуле 67, X и Y находим по таблице приложения В.

Отношение F_a / C₀ = 751 /48000 =0,015; этой величине по каталогу подшипников соответствует е =0,19.

Отношение F_a / F_r =751 / 1227,8 = 0,61 > e; X = 0,56; Y = 2,30

Осевая нагрузка по отношению к радиальной незначительна и эквивалентную нагрузку можно вычислять по формуле

F_э = (1· 0,56 · 1227,8 + 2,3 · 751) ·1,2 = 2897Н;

( К_б приняли 1,2 ,учитывая, что цепная передача усиливает неравномерность нагружения).

Расчётная долговечность, млн. оборотов

С_r = 2897 = 15354 Н;
С_r ≤ [С_r]; 15354Н ≤ [48 000Н];

Условие выполняется.

Расчётная долговечность, млн. об. L = (C / F_э)³ = (81900 /2897)³ =21952 млн. об.

Расчётная долговечность, ч L_h = L·10⁶ / 60n = 22 ·10³ ·10⁶ / 60·220 =1700 ·10³ ч; здесь n = 220 об/мин – частота вращения ведомого вала.

Для зубчатых редукторов ресурс работы обычно не превышает 40000 часов и мы видим, что подшипники ведущего и ведомого валов проходят с запасом.

В большинстве заданий на курсовое проектирование ресурс работы редуктора задан. Ресурс работы подшипников может превышать ресурс работы редуктора в два раза, но не может быть меньше его.
5.Задания для выполнения работы
Выбрать подшипник и рассчитать на долговечность. По полученным данным вычертить тихоходный или быстроходный вал. Исходные данные взять в таблице 2.

Таблица 2- Исходные данные

№ варианта	Тип вала	Ft, Н	Fr, Н	Fa, Н	b, мм	d, мм	n, об/мин
1	ведомый	2450	1250	850	65	45	220
2	ведущий	3450	2340	750	45	30	1000
3	ведомый	2350	2250	850	65	45	220
4	ведущий	3450	2340	850	45	60	1200
5	ведомый	1450	1250	650	65	35	220
6	ведущий	3450	2340	750	45	40	1000
7	ведомый	2300	2200	800	35	35	220
8	ведущий	3450	2340	950	45	60	1000
9	ведомый	3450	1250	850	65	45	220
10	ведущий	3450	3340	750	45	30	1000
11	ведомый	2350	2250	850	65	30	200
12	ведущий	3450	2340	850	45	60	1000
13	ведомый	1450	1250	650	65	35	220
14	ведущий	3450	2340	750	35	40	1000
15	ведомый	2300	2200	800	35	35	220
16	ведущий	3450	2340	950	45	50	1000
17	ведомый	1450	1250	850	65	45	220
18	ведущий	3450	2340	750	45	30	1000
19	ведомый	2350	2250	650	65	45	220
20	ведущий	3450	2340	850	45	60	1200
21	ведомый	1450	1250	650	65	35	220
22	ведущий	3450	2340	750	45	40	1000
23	ведомый	2300	1200	800	35	35	220
24	ведущий	3450	2340	950	45	60	1000
25	ведомый	3450	1250	750	65	45	220

---

6.Контрольные вопросы:

1. От каких параметров зависит выбор подшипников?

2. Сколько составляет ресурс работы редуктора?

3. Дайте название обозначениям: F_t ; F_r ; F_a ; b₂ ; d_{П .}
7.Литература

Основные источники:

1. Детали машин. Краткий курс, практические занятия и тестовые задания: Учебное пособие / В.П. Олофинская. - 3-e изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2014. - 240 с.

2. Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина. – 11-е изд., стер. – М.: ИЦ Академия, 2015. – 224 с.

Дополнительные источники:

1.Вереина Л.И. Техническая механика: учебник для сред.проф. образования /Л.И. Вереина, М.М. Краснов. – М.: ИЦ Академия, 2017. – 352 с.

2.Опарин И.С. Основы технической механики: учебник для сред.проф. образования. – М.: ИЦ Академия, 2014. – 144 с.

Интернет-ресурсы:

1.Детали машин: электронный учебный курс для студентов очного и заочного обучения. [Электронный ресурс]. URL: http://www.detalmach.ru (дата обращения 09.01.2018)

---

Практическая работа №11

2 часа

РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1.Цель урока, его воспитательные и развивающие задачи

Научиться рассчитывать шпоночные соединения.

2. Обеспечивающие средства:

2.1. Методическое руководство по выполнению работы.

3. Требования к отчету

1. 
   Номер практической работы, тема, цель работы.
   
2. 
   Выполнить задание в соответствии с методическими указаниями.
   
3. 
   Подготовить ответы на вопросы в устной форме.
   

4. Технология работы:

4.1. Внимательно изучите методические указания, предложенный теоретический материал.

4.2. Проведите необходимые расчеты по методике представленной ниже.

4.3.В соответствие с полученными расчетами, вычертите шпонку в масштабе 1:1, обозначьте размеры.

4.4. Сделайте выводы о проделанной работе.

4.5. Ответить на контрольные вопросы.

Теоретический материал

Критерием работоспособности шпоночных соединений является прочность. Шпонки подбирают из таблиц стандартов в зависимости от диаметра вала с последующей проверкой на прочность. Основным расчетом шпоночных соединений является расчет на смятие. Расчет стандартных шпонок на срез чаще всего не производят, т.к. стандартные шпонки имеют размеры b и h, которые подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают напряжения смятия, а не среза.

Конструировать шпоночные соединения рекомендуется если имеется большой перепад ступеней вала, при наличии нескольких шпоночных пазов на валу их располагают на одной образующей, для удобства для разных ступеней одного и того же вала сочетание одинаковых шпонок, при необходимости возможное использование двух сегментных шпонок на одном валу.

Рис. 1 – Расчетная схема соединения призматической шпонкой.
Для принятого диаметра вала под колесо d_к подбирают размеры призматической шпонки по СТ СЭВ 189-75 (см. таблицу 1)

Таблица 1. Подбор размеров призматической шпонки.

Диаметр вала dк, мм	Сечение шпонки, мм		Глубина паза, мм
	b - ширина	h - высота	t1- на валу	t2- на втулке
22….30	8	7	4	3,3
30….38	10	8	5	3,3
38….44	12	8	5	3,5
44….50	14	9	5,5	3,8
50….58	16	10	6	4,3
58….65	18	11	7	4,4
65…75	20	12	7,5	4,9

---

Допускаемые напряжения для шпоночных соединений:

- стальная ступица [σ_см] = 130….. 200МПа

- чугунная ступица [σ_см] = 80….. 110МПа

Допускаемые напряжения на смятие:

- для равномерной нагрузки [ ]_ср = 60…90МПа.
Пример.

Зубчатое колесо соединено с валом с помощью цилиндрической шпонки. Определить размеры шпонки, напряжения смятия и среза. Вращающийся момент на валу T₂ = 220 Нм, диаметр вала d = 35мм. Материал вала сталь, допускаемое напряжение на смятие [σ_см] = 100МПа .
Решение

1. Определяем размеры шпонки.

Согласно заданного размера диаметра вала d = 35мм по таблице 1 подбираем призматическую шпонку с размерами:

b =10мм; h = 8мм; t₁ = 5мм; t₂= 3,3мм.

Определяем рабочую длину шпонки по формулам 1,2

l_р = l – b = 50 - 10 =40мм;

l = l_ст – (5…8) = 55 - 5=50мм;

2. Проверяем шпонку на смятие по формуле:

σ_см =

Отсюда: [σ_см] = 105,5МПа ≤ [σ_см] = 100МПа, следовательно прочность шпонки обеспечена.

3. Определяем допускаемые напряжения на смятие



= 3,7МПа

Отсюда: _ср = 3,7МПа ≤ [ ]_ср = 60МПа, следовательно прочность шпонки обеспечена.
5. Задание по расчету шпоночного соединения
Зубчатое колесо соединено с валом с помощью цилиндрической шпонки. Определить размеры шпонки, напряжения смятия и среза. Вращающийся момент на валу T₂ , диаметр вала d. Материал вала сталь, допускаемое напряжение на смятие [σ_см] = 200МПа .
Таблица 2. – Исходные данные

вариант	Т, Hм	d ,мм	вариант	Т, Hм	d ,мм
1	280	22	16	270	62
2	168	45	17	320	28
3	129	32	18	450	42
4	405	54	19	530	58
5	208	40	20	580	26
6	320	60	21	630	64
7	471	68	22	670	48
8	360	64	23	710	60
9	630	42	24	800	38
10	550	48	25	760	44
11	150	38	26	430	68
12	220	30	27	290	50
13	320	65	28	700	52
14	750	58	29	720	60
15	180	42	30	450	40

---

Смотрите также файлы

• Пермский государственный национальный исследовательский университет.docx

• Объект исследования является интернет и его ресурсы.docx

• Тема 1 Особенности содержанию обновленных фгос.docx

• Почему я выбрал направление подготовки Техносферная безопасность.docx

• .docx