подшипник
|
|
|
|
|
|
107
|
35
|
62
|
14
|
12,9
|
9,8
|
210
|
50
|
90
|
19/21,75
|
56
|
40
|
7. Компоновочная схема и выбор способа смазывания передач и подшипников,
определение размеров корпусных деталей
.1 Предварительная компоновочная схема приведена на рисунке 7.1
Компоновка выполнена для размещения внутри редуктора колес передачи так,
чтобы получить минимальные внутренние размеры редуктора, для проверки
собираемости разработанной компоновки, для определения точек приложения сил,
нагружающих валы.
Рисунок 7.1 - Компоновка редуктора червячного
7.2 Смазывание зубчатых передач и подшипников уменьшает потери на трение,
предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, а также предохраняет детали от
коррозии
Снижение потерь на трение повышает КПД редуктора. По способу подвода
смазки к зацеплению различают картерное и циркуляционное смазывание (применяют
при окружной скорости более 8 м/с). В данном случае червячной передачи мы
применяем картерное смазывание. Оно осуществляется при скорости до 10 м/с,
посредством окунания колес в масло, заливаемое внутрь корпуса. Колеса
погружаются в масло на высоту зуба, при вращении колеса масло вспенивается и
стекает каплями на все узлы и поверхности.
По контактному напряжению колеса и окружной скорости выберем сорт
смазочного масла для передачи
И-Т-Д-680 (табл. 10.29 [7]).
Объем масла заливаемый в масляную ванну: V = 0,7 × P = 0,7 × 8,84 = 6,2л
где: P - мощность, передаваемая редуктором.
Для
смазывания подшипников при окружной скорости применяем
смазывание пластичным материалом - внутрь полсти подшипника закладывается
солидол жировой ГОСТ 1033-79. (с.250 [7])
.3 Определение размеров корпусных деталей
.3.1 Толщина стенки корпуса редуктора
h =
0,025 × a + 3 = 0,025 × 125 + 3 = 6,13 мм
где а = 180 мм - межосевое расстояние; принимаем h = 8 мм.
.3.2 Толщина крышки редуктора
h1 = 0,02 × a + 3 = 0,02 × 125 + 3 = 5,5 мм; принимаем h1 = 8 мм.
.3.3 Толщина фланца корпуса редуктора
b =
1,5 × h = 1,5 × 8 = 12 мм; принимаем b = 12 мм.
.3.4 Толщина фланца крышки редуктора
b =
1,5 × h1 = 1,5 × 8 = 12 мм; принимаем b = 12 мм.
.3.5 Толщина фундаментных лап редуктора
p =
2,35 × h = 2,35 × 8 = 18,8 мм; принимаем p = 19 мм.
.3.6 Толщина ребер корпуса редуктора
m =
0,9 × h = 0,9 × 8 = 7,2 мм; принимаем m = 7 мм.
.3.7 Толщина ребер крышки редуктора
m1 = 0,9 × h1 = 0,9 × 8 = 7,2 мм; принимаем m1 = 7 мм.
.3.8 Диаметр фундаментных болтов
d1 = 0,035 × a + 12 =0,035 × 125 + 12=16,37 мм; принимаем d1 = 18 мм.
7.3.9 Диаметр болтов у подшипников
d2 = 0,75 × d1 =0,75 × 18 = 13,5 мм; принимаем d2 = 14 мм.
.3.10 Диаметр болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой
d3 = 0.55 × d1 =0,55 × 18 = 9,9 мм; принимаем d3 = 10 мм.
Размеры остальных элементов корпуса определяем конструктивно.
8. Расчет валов по эквивалентному моменту
.1 Вал быстроходный
.1.1 Определение реакций опор
Проверка:
Вычисления произведены верно.
Проверка
Вычисления
произведены верно.
.1.2
Полные поперечные реакции
.1.3
Эпюры изгибающих моментов приводим на рисунке 8.1
8.1.4
Суммарные изгибающие моменты
Эпюры
суммарных изгибающих моментов приводим на рисунке 8.1
Рисунок
8.1
.1.5
Эквивалентные изгибающие моменты
, где - передача нереверсивная
Эпюры
эквивалентных изгибающих моментов приводим на рисунке 8.1
.1.6
Расчетные диаметры вала в характерных точках
, где
;
;
.
8.2
Выходной вал
.2.1
Определение реакций опор
Проверка
Вычисления произведены верно.
Проверка
Вычисления
произведены верно.
.2.2
Полные поперечные реакции
.2.3
Эпюры изгибающих моментов приводим на рисунке 8.2
.2.4
Суммарные изгибающие моменты
Эпюры
суммарных изгибающих моментов приводим на рисунке 8.2
.2.5
Эквивалентные изгибающие моменты
где
- передача нереверсивная
Эпюры
эквивалентных изгибающих моментов приводим на рисунке 8.2
.2.6
Расчетные диаметры вала в характерных точках
, где
;
Рисунок
8.2
9.
Подбор подшипников по динамической грузоподъемности
9.1 Подбор подшипников для быстроходного вала
Суммарные реакции для вертикальной и горизонтальной плоскости
;
Fa =
6339,4 Н - осевая нагрузка
dn =
35 мм - диаметр вала под подшипник
n = 1460 об/мин -
частота вращения вала
Lh =
10000 часов - требуемый срок службы привода
Предварительно
принимаем подшипник роликовый конический однорядный номер 207 ТУ 37.006.132-89.
С
= 38500 Н - динамическая грузоподъемность
С0
= 26000 Н - статическая грузоподъемность (табл. 7.10.3 [1])
В
данном случае наиболее нагружена опора А.
Определим
соотношение
по
данной величине из (табл. 7.5.2 [1]) определим величину .
Проверим
величину отношения для опоры
в
этом случае X = 0,4; Y = 1,5
Эквивалентная
нагрузка
.
Расчетная
долговечность
т.
к. L > Lh,
окончательно принимаем подшипник 207.
.2
Подбор подшипников для промежуточного вала
Суммарные
реакции для вертикальной и горизонтальной плоскости
;
Fa =
2430,9 Н - осевая нагрузка;
dn =
50 мм - диаметр вала под подшипник;
n = 97,3 об/мин
- частота вращения вала;
Lh =
10000 часов - требуемый срок службы привода.
Предварительно
принимаем подшипник шариковый радиально-упорный однорядный номер 210 ГОСТ
837-75.
где:
С = 56000 Н - динамическая грузоподъемность
С0
= 40000 Н - статическая грузоподъемность (табл. 7.10.3 [1])
В
данном случае наиболее нагружена опора А.
Определим
соотношение ; по данной величине из (табл. 7.5.2 [1]) определим
величину .
Проверим
величину отношения для второй опоры
Эквивалентная
нагрузка
.
Расчетная
долговечность
т.
к. L > Lh,
окончательно принимаем подшипник 210.
10 Подбор и проверочный расчет шпоночных соединений
Для
закрепления на валах зубчатых колес и муфт , применены призматические шпонки,
выполненные по ГОСТ 23360 /СТ СЭВ 189-75/. Материал шпонок - чистотянутая сталь
45 для шпонок с пределом прочности .
Так
как высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам, расчет
сводится к проверке размеров по допускаемым напряжениям при принятой длине или
на основании допускаемых напряжений находится ее длина.
Рабочая
длина шпонки определяется по формуле:
где
- крутящий момент на валу, Н∙м;
-
диаметр вала, мм
- высота
шпонки, мм
-
заглубление шпонки в валу, мм.
.1 Шпонка под муфту на быстроходном валу
Выбираем
шпонку для диаметра с крутящим моментом ,
для которой , , мм. Определяем минимальную длину:
.
Принимаем:
Шпонка ГОСТ 23360-78
10.2
Шпонка под колесо червячное
Выбираем
шпонку для диаметра с крутящим моментом ,
для которой , , . Определяем минимальную длину:
;
Принимаем:
Шпонка ГОСТ 23360-78.
.3
Шпонка под звездочку на выходном валу
Выбираем
шпонку для диаметра с крутящим моментом ,
для которой , , . Определяем минимальную длину:
.
Принимаем:
Шпонка ГОСТ 23360-78.
11
Назначение посадок, выбор квалитетов точности шероховатостей поверхностей.
11.1 Единая система допусков и посадок - ЕСДП регламентирована
стандартами СЭВ и в основном соответствует требованиям Международной
организации по стандартизации - ИСО
Посадки основных деталей передач.
-
зубчатые колеса и зубчатые муфты на валы
-
зубчатые колеса при частом демонтаже; шестерни на валах электродвигателей;
муфты; мазеудерживающие кольца;
-
стаканы под подшипники качения в корпус; распорные втулки;
- муфты
при тяжелых ударных нагрузках;
-
распорные кольца; сальники.
Отклонение
вала k6 - внутренние кольца подшипников на валы.
Отклонение
отверстия H7 - наружные кольца подшипников качения в корпусе. Для подшипников
качения указаны отклонения валов и отверстий, а не обозначение полей допусков
соединений, потому что подшипники являются готовыми изделиями, идущими на
сборку без дополнительной обработки.
11.2 Назначение параметров шероховатости поверхностей деталей машин.
-
Поверхности отверстий из-под сверла, зенковок, фасок. Нерабочие поверхности.
Посадочные нетрущиеся поверхности изделий не выше 12-го квалитета.
- Точно
прилегающие поверхности. Отверстия после черновой развертки. Поверхности под
шабрение. Посадочные нетрущиеся поверхности изделий не выше 8-го квалитета.
-
Отверстия в неподвижных соединениях всех квалитетов точности. Отверстия в
трущихся соединениях 11-го и 12-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев
зубчатых колес 8-й и 9-й степени точности.
-
Отверстия в трущихся соединениях 6-8-го квалитетов. Отверстия под подшипники
качения. Поверхности валов в трущихся соединениях 11-го и 12-го квалитетов.
Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 7-й степени точности.
-
Поверхности валов в трущихся соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые
поверхности зубьев зубчатых колес 7-й и 6-й степеней точности.
-
Поверхности валов в трущихся соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые
поверхности зубьев зубчатых колес 7-й и 6-й степеней точности для более
ответственных поверхностей. Поверхности валов под подшипники качения.
- Весьма
ответственные трущиеся поверхности валов либо других охватываемых деталей.
12. Расчет вала по эквивалентному моменту
.1 Расчет ведем для вала ведомого
Размеры вала ведомого были увеличены для согласования с диаметром
электродвигателя, следовательно, запас прочности обеспечен
Потенциально слабым сечением вала является сечение в месте подшипника и в
месте расположения шпоночного паза.
12.2
Суммарный изгибающий момент в месте посадки подшипника , в месте шпоночного паза .
.3
Определим осевой и полярный моменты сопротивления в сечении А с учетом посадки
с натягом
.4
Определим напряжения изгиба в сечении
.5
Определяем напряжения кручения в сечении
12.6
Определяем амплитудные и средние напряжения циклов перемен напряжений
Вал
нереверсивный; напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а напряжения
кручения - по пульсирующему циклу.
Рисунок
12.1 - Цикл перемен напряжений изгиба
Рисунок
12.2 -Цикл перемен напряжений кручений.
Из
рисунков следует:
; ; .
; .
.7
Определяем коэффициенты снижения выносливости в сечении.
Зубчатое
колесо напрессовано на вал и шпонку по посадке с гарантированным натягом;
определим коэффициент нормальных напряжений.
и - масштабные факторы;
;
-
коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при высоте
микронеровностей; =0,92.
.8
Определяем коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям
изгиба
.9
Определяем коэффициент запаса усталостной прочности по касательным напряжениям
кручения
-
коэффициент, характеризующий чувствительность материала вала к ассиметрии цикла
измерения напряжений;
12.10
Определяем суммарный коэффициент запаса усталостной прочности в сечении вала
;
где
- требуемый коэффициент запаса усталостной прочности;
.
Расчетный
коэффициент запаса прочности в пределах нормы, следовательно, выбранная
конструкция вала подходит.
13.
Описание порядка сборки, работы и обслуживания основных элементов
Сборку
редуктора производить в соответствии со сборочным чертежом.
Сборка редуктора осуществляется в следующей последовательности: на червяк
с левой и правой стороны насаживаем мазеудерживающие кольца, подшипники.
Устанавливаем собранный вал в посадочные места корпуса редуктора и закрываем
выходные концы вала крышками, затем с помощью шпоночного соединения закрепляем
полумуфту.
Сборку тихоходного вала выполняют следующим образом: закрепляют червячное
колесо, с левой и правой стороны насаживаем мазеудерживающие кольца,
подшипники, всё это устанавливается в посадочные места редуктора и стакан, и
концы вала закрываем крышками. Затем с помощью шпоночного соединения закрепляем
звездочку. Через смотровое окно наливается масло, уровень которого
контролируется с помощью маслоуказателя.
Для транспортировки редуктор отсоединяем от электродвигателя, снимая
муфту. Затем с помощью подъемника транспортируем в нужное место. При этом
обязательно нужно пользоваться (во избежание несчастных случаев)
предусмотренными для этого корпусе редуктора ушами для транспортировки.
14 Регулировка подшипников и зацеплений
В передачах редукторов для компенсации неточности относительного осевого
положения колес ширину одного из них обычно делают больше ширины другого. Чаще
всего шестерня имеет более высокую поверхностную твердость зубьев и, чтобы
избежать неравномерного изнашивания сопряженного колеса, шестерню выполняют
такой ширины, что она перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса.
Так как опоры вала расположены в разных стенках корпуса, регулирование
осевого положения вала осуществляют постановкой под фланец крышек подшипников
набора тонких металлических прокладок. Эти прокладки используются для
регулирования как осевого положения колес, так и зазора в подшипниках.
Предварительно производят регулирование подшипников, в процессе которого
определяют суммарный набор прокладок. Затем путем перестановки прокладок с
одной стороны на другую регулируют осевое положение колеса.
Литература
1. Курмаз Л.
В. Скойбеда А. Т. Детали машин. Проектирование: учебн. пособие - Мн, УП «
Технопринт», 2001
. Курсовое
проектирование деталей машин: справ. пособие. Часть 2/ А. В. Кузьмин, Н.Н.
Макейчик, В.Ф. Калачев и др. Мн.: выш. Школа, 1982.
. Кузьмин
А.В. Расчеты деталей машин: Справочное пособие/А.В. Кузьмин и др. - Мн.:
Вышэйшая школа, 1986
. Дунаев П.
Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для
машиностроит. спец. вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. М. Высш. шк., 1985.
. Дунаев П.Ф.
Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для
машиностроит. спец. техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Высш. шк., 1990.
. Курсовое
проектирование деталей машин/С.А. Чернавский. 2-е изд., перераб. и доп. - М.:
Машиностроение, 1988.
. Шейнблит
А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебн. пособие для техникумов. -
М.: Высшая школа, 1991
. Курсовое
проектирование деталей машин: справ. пособие. Часть 1/ А. В. Кузьмин, Н.Н.
Макейчик, В.Ф. Калачев и др. Мн.: выш. Школа, 1982. .