Расчет валов и нагрузок.




В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные Стали 40Х. Поэтому быстроходный вал будет изготовлен из Стали 40Х с термообработкой – улучшение.

Конструирование быстроходного вала.

,

где – допускаемое напряжение на кручение. Для быстроходных валов напряжения на кручение назначается меньшие, чем для тихоходных.

– крутящий момент на валу, ;

– длина входных (выходных) концов вала:

Округляем до 60 мм

– диаметр вала под уплотнение и подшипник:

,

где – высота буртика (значение берется из таблицы), мм.

Округляем до 50 мм

– длина вала под уплотнение и подшипник:

– диаметр вала под колесо:

,

где – координата фаски подшипника (значение берется из таблицы).

Округляем до 58 мм

– длина вала под колесо:

l3-определяется графически

- диаметр вала под уплотнение и подшипник:

– длина вала под уплотнение и подшипник:

Конструирование тихоходного вала.

Тихоходный вал будет изготовлен из Сталь 40Х с термообработкой – улучшение.

Определяем геометрические параметры ступеней вала:

– диаметр под полумуфту:

,

– длина входных (выходных) концов вала:

– диаметр вала под уплотнение и подшипник:

,

где – высота буртика (значение берется из таблицы), мм.

Округляем до 75 мм

– длина вала под уплотнение и подшипник:

Округляем до 115 мм

– диаметр вала под колесо:

,

где – координата фаски подшипника (значение берется из таблицы).

Округляем до 90 мм

– длина вала под колесо:

l3-определяется графически.

- диаметр вала под уплотнение и подшипник:

– длина вала под уплотнение и подшипник:

Округляем до 28 мм по стандартному ряду.

 

Рис.2. Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов:

а – быстроходный цилиндрического; б – тихоходный.

Предварительный выбор подшипников.

Для быстроходного вала выбираем радиальные шариковые однорядные подшипники средней серии 310 со следующими характеристиками:

;

; ;

; ;

Для тихоходного вала выбираем радиальные шариковые однорядные подшипники легкой серии 215 со следующими характеристиками:

; ;

; ;

Определение сил зацепления редукторной передачи.

Окружная сила определяется по формуле:

Радиальная сила определяется по формуле:

, где – стандартный угол профиля зуба, .

Осевая сила определяется по формуле:

Консольные силы от муфты определяются по формуле:

– на тихоходном валу;

 

Здесь должна быть схема нагружения валов

Расчетная схема валов редуктора

Определение реакций в опорах.

Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов (быстроходный вал).

1. Вертикальная плоскость

а) определяем опорные реакции:

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…4:

 

2. Горизонтальная плоскость

а) определяем опорные реакции:

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4:

3. Строим эпюру крутящих моментов

4. Определяем суммарные радиальные реакции

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях

 

Рис.3Схема нагружения и эпюры моментов быстроходного вала.

Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов(тихоходный вал).

1. Вертикальная плоскость

а) определяем опорные реакции:

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…4:

2. Горизонтальная плоскость

а) определяем опорные реакции:

Проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…3:

3. Строим эпюру крутящих моментов

4. Определяем суммарные радиальные реакции

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях

 

Рис.4Схема нагружения и эпюры моментов тихоходного вала.

Расчет подшипников.

a) На быстроходном валу.

Для быстроходного вала выбраны радиальные шариковые однорядные подшипники средней серии 310:

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

При определении эквивалентной динамической нагрузки необходимо рассчитать следующее отношение , с помощью которого выбирается формула для определения эквивалентной динамической нагрузки.

, поэтому для расчета выбираем следующую формулу:

где – коэффициент вращения, ;

- радиальная нагрузка на подшипник, Н;

– коэффициент безопасности, определяется по таблице в зависимости от характера нагрузки и вида машинного агрегата, ;

– температурный коэффициент,

Определяем расчетную динамическую грузоподъемность:

,где

– эквивалентная динамическая нагрузка, Н

– показатель степени: – для шариковых подшипников

– коэффициент надежности. При безотказной работе подшипников

– коэффициент, учитывающий влияния качества подшипника,

Условие выполняется.

Определяем базовую долговечность:

Условие выполняется.

b) На тихоходном валу.

Для тихоходного вала выбраны радиальные шариковые однорядные подшипники легкой серии 215:

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

При определении эквивалентной динамической нагрузки необходимо рассчитать следующее отношение , с помощью которого выбирается формула для определения эквивалентной динамической нагрузки.

, поэтому для расчета выбираем следующую формулу:

Определяем расчетную динамическую грузоподъемность:

Условие выполняется.

Определяем базовую долговечность:

Условие не выполняется, берем подшипник средней серии 315:

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

, поэтому для расчета выбираем следующую формулу:

Определяем расчетную динамическую грузоподъемность:

Условие выполняется.

Определяем базовую долговечность:

Условие выполняется



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2018-02-24 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: