Тихоходный вал.

Изгибающий момент:

а) XOZ:

сечение A: 0

сечение C: Н м;

сечение B: Н м;

сечение D: 0;

б) YOZ:

сечение A: 0

сечение C: Н м;

сечение B: 0

сечение D: 0;

Крутящий момент Т=363 Н м.



Рисунок 4 Эпюра изгибающих моментов

Определяем суммарный изгибающий, эквивалентный моменты и диаметр в наиболее нагруженном сечении.

Тихоходный вал.

Наиболее нагруженное сечение С.

Суммарный изгибающий момент:

Н м.

Эквивалентный момент:

Н м.

Диаметр вала:

мм.

Ранее принятое значение d_п=45 мм. Это больше, чем требуется по расчету. Прочность по напряжениям изгиба обеспечена.
П роверочный расчет подшипников качения тихоходного вала

Для тихоходного вала - легкая серия, 209, d=45 мм, D=85 мм, B=19 мм, r=2 мм, С=33,2 кН, Со=18,6 кН.
Определяем суммарные реакции в опорах

Н;

Н.

Принимаем для заданного случая К_к = 1 - коэффициент, зависящий от того, какое кольцо вращается (вращается внутреннее кольцо подшипника); -

коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (примем

) ; = 1 - температурный коэффициент (при

---

.

Эквивалентная нагрузка для радиальных шарикоподшипников при отсутствии осевой нагрузки

.

Определяем значение эквивалентной нагрузки для наиболее нагруженного подшипника

Н.

Определяем динамическую грузоподъемность



где коэффициент долговечности в функции необходимой надежности;

обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации;

- требуемая долговечность подшипника ( ч);

p- показатель степени ( для шариковых подшипников р=3);

кН.

Условие кН выполняется.

Определяем действительную долговечность подшипника(в часах):





Действительная долговечность подшипника оказалась больше принятой , следовательно, работоспособность подшипника обеспечена.


7. Расчет соединений шпоночных или шлицевых с подбором посадок
Муфта на быстроходном валу.
Для данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=31 Н·м; d - диаметр вала, d=24 мм; h - высота шпонки, h=6 мм; b - ширина шпонки, b=6; l

---

_раб – рабочая длина шпонки, l_раб=l-b=40-6=34 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=3,5 мм. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.
Колесо прямозубой цилиндрической передачи.

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=135 Н м; d - диаметр вала, d=42 мм; h - высота шпонки, h=8мм; b - ширина шпонки, b=12; l_раб – рабочая длина шпонки, l_раб=l-b=56-12=44 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=5 мм. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.
Колесо прямозубой цилиндрической передачи.
Для данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=363 Н м; d - диаметр вала, d=52 мм; h - высота шпонки, h=9мм; b - ширина шпонки, b=14; l_раб – рабочая длина шпонки, l_раб=l-b=76-14=62 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=5,5 мм. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.
Звездочка на тихоходном валу.
Д ля данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=363Н м; d - диаметр вала, d=38 мм; h - высота шпонки, h=10 мм; b - ширина шпонки, b=12; l_раб – рабочая длина шпонки, l

---

_раб=l-b=62-12=50 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=6 мм. Допускаемые напряжения смятия [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.


Т аблица 2. Посадки

Сопряжение	Условное обозначение по ГОСТ
Внутреннее кольцо подшипника на вал	k6
Наружное кольцо подшипника в корпус (или в стакан)	H7
Зубчатое колесо на валу	H7/s6
Шкивы и звездочки	H7/k6
Крышки подшипников в корпус (или в стакан)	H7/h8H7/d11
Полумуфта на валу	H7/k6
Шпоночная канавка в ступице по ширине	JS9

8 . Выбор схем смазки
Для уменьшения потерь мощности на трение и снижение интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную смазку. Масло заливают так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю часть корпуса. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Объем масла заливаемого в масляную ванну

V = 0,6N =0,6∙2,72=1,63 дм³

где N - мощность, передаваемая редуктором.

Рекомендуемая кинематическая вязкость масла (т. 11.1с. 200 [2])

V_s = 2,14 м/с; = 158 МПа

Марка масла И-Т-Д-220 (т. 11.2. с. 200 [2]).

Смазка подшипников происходит тем же маслом, что и детали передач.

9. Уточненный расчет вала выходного (ведомого)

Для опасного сечения вала по формуле определяем коэффи­циент запаса усталостной прочности S и сравниваем его с до­пускаемым значением [S], принимаемым обычно 1,5...2,5.

---

где S_σ — коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:



где σ_-1 — предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; σ_-1 = 250 МПа принимается по таблице 1 (см. с. 8);

k_σ— эффективный коэффициент концентрации нормальных

напряжений;

β— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; при R_А=0,32...2,5 мкм принимают β= 0,97...0,90;

ε_σ — масштабный фактор для нормальных напряжений; отношение k_σ/ε_σ = 2,50 (см. табл. 8, с. 32);

σ_а— амплитуда цикла нормальных напряжений, МПа:

МПа,

где W— момент сопротивления при изгибе, мм³; для сплошного круглого сечения диаметром d

;

ψ_σ — коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения; ψ_σ = 0,2 для углеродистых сталей, ψ_σ = 0,25...0,3 для легированных сталей;

σ_m — среднее напряжение цикла нормальных напряжений, МПа; если осевая сила F_ана вал отсутствует или пренебрежимо мала, то σ_m = 0;

S _τ — коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:



где τ_-1 — предел выносливости стали при симметричном цикле;

τ_-1 =0,58 σ_-1 , τ_-1=150 МПа;

k_τ — эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

β— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; при R_А=0,32...2,5 мкм принимают β= 0,97...0,90;

ε_τ — масштабный фактор для касательных напряжений; отношение k_τ/ε_τ =0,6 k_σ/ε_σ+0,4=0,6*2,50 + 0,4 = 1,90 (см. табл. 8, с. 32);

ψ_τ — коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения; ψ_τ = 0,1 для всех сталей;

τ_аи σ_т— амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений, МПа:

Мпа,

где W_к— момент сопротивления при кручении, мм³; для сплошного круглого сечения диаметром d

---

Смотрите также файлы

• Дыхательная система человека.docx

• Вредные привычки.docx

• Ральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования омский государственный аграрный университет имени п. А. Столыпина.docx

• Отчет о практике описание соответствующей виду практики деятельности прихода (организации) (приложение 2).docx

• Конспект лекций для студентов специальности 23. 02. 04 Техническая эксплуатация подъемнотранспортных, строительных, дорожных машин и оборудования (по отраслям).pdf