--PAGE_BREAK-- об/мин
Подстановкой и в формулу (2.18) получено:
об/мин
Подстановкой , и в формулы (2.13), (2.14), (2.15) получено:
Подстановкой в формулу (2.10) получено:
кВт
Подстановкой , и в формулу (2.11) получено:
кВт
Подстановкой , и в формулу (2.12) получено:
кВт
Подстановкой и в формулу (2.7) получено:
Подстановкой и в формулу (2.8) получено:
Подстановкой и в формулу (2.9) получено:
2.2 Расчёт зубчатой передачи редуктора
Этот расчёт заключается в определении основных значений зубчатой передачи:
- Определение материала, из которого будет изготовлено колесо и шестерня;
- Допускаемое контактное напряжение: ;
- Допускаемые напряжения изгиба: и ;
- Межосевое расстояние: ;
- Предварительные основные размеры колеса: и ;
- Модуль передачи: ;
- Угол наклона и суммарное число зубьев: ;
- Число зубьев шестерни и колеса: и ;
- Диаметры шестерни и колеса;
- Силы в зацеплении: — окружная сила; — радиальная сила;
- Проверка зубьев колёс по напряжениям изгиба;
- Проверка зубьев колёс по контактным напряжениям.
2.2.1 Исходные данные для расчета зубчатой передачи:
- ;
- об/мин;
- об/мин;
- кВт;
- кВт;
-
-
-
-
Все значения взяты с ведущего и ведомого валов редуктора.
2.2.2 Материал шестерни и колеса ([1], с.10 таблица 2.1)
Сталь 40Х
— предел текучести, мПа; мПа;
— твёрдость шестерни, мПа; мПа;
— твёрдость колеса, мПа; мПа.
В качестве термообработки – улучшение.
2.2.3 Допускаемые контактные напряжения , мПа ([3],c.45); определяют по формуле (2.19):
(2.19)
где — предел контактной выносливости зубьев, мПа; определяют по формуле 2.20;
(2.20)
-допускаемый запас, =1.1 ([3], с.45);
-коэффициент долговечности, =1 ([3], с.45)
Подстановкой значений и в формулу (2.20) определено:
Для материала шестерни:
мПа
Для материала колеса:
мПа
Полученные значения подставляются в формулу (2.19) и определяется :
Для материала шестерни:
мПа
Для материала колеса:
мПа
За допускаемое контактное напряжение принимается наименьшее значение =490,9; потому что при этом напряжении точно ничего не сломается.
2.2.4 Допускаемое напряжение изгиба, мПа ([3], с. 47); определяется по формуле (2.21):
(2.21)
где — предел выносливости зубьев по излому, мПа; =1,8 ([3], с. 46);
— допускаемый запас, =1,75 ([3], с. 46);
-коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки, =1 ([3], с. 46);
-коэффициент долговечности, =1 ([3], с. 46).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.21) определено:
Для материала шестерни:
мПа
Для материала колеса:
мПа
2.2.5 Межосевое расстояние , мм ([1], с.13); определяется по формуле (2.22):
(2.22)
где ([1], с. 13);
— коэффициент концентрации нагрузки, =1 ([3], с.48);
-вращающий момент на ведомом валу редуктора, ; (известно из исходных данных);
=0,4 ([1], с. 13);
— передаточное число зубчатой передачи; (известно из исходных данных);
— допускаемое контактное напряжение, мПа; (определено в пункте 2.2.3).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.22) получено:
м=84,9 мм
Вычисленное межосевое расстояние округляется в большую сторону до стандартного: 90 мм ([1], с. 13).
2.2.6 Предварительные основные размеры колеса:
- -делительный диаметр колеса, мм; определяется по формуле (2.23):
(2.23)
где продолжение
--PAGE_BREAK--— межосевое расстояние, мм(определено в формуле (2.22);
-передаточное число зубчатой передачи, (известно их исходных данных).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.23) получено:
мм
- -ширина колеса, мм; определяется по формуле (2.24):
(2.24)
где ([1], с. 13);
мм(определено в формуле (2.22)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.24) получено:
мм
Полученое значение равно значению из стандартного ряда ([1], с. 290 таблица 18.1).
2.2.7 Модуль передачи , мм ([1], с. 13); определяют по формуле (2.25):
(2.25)
где ([1], с. 13);
— делительный диаметр колеса, мм;определено в формуле (2.23);
-ширина колеса, мм;определено в формуле (2.24);
— допускаемое напряжение изгиба для колеса, мПа;определено в формуле (2.21)
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.25) получено:
м
Значение модуля передачи, полученное расчётом, округляют в большую сторону до стандартного из ряда чисел ([1], с. 13 1-й ряд) =1 мм.
2.2.8 Угол наклона и суммарное число зубьев
2.2.8.1 Угол наклона ([2], с. 13);
2.2.8.2 Суммарное число зубьев ([1], с. 13); определяют по формуле (2.26):
(2.26)
где мм;
— модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25));
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.26) получено:
2.2.9 Число зубьев шестерни и колеса:
Число зубьев шестерни ([1], с. 14); определяют по формуле (2.27):
(2.27)
где — суммарное число зубьев, (определено в формуле (2.26));
(известно из исходных данных);
– для шевронных колёс.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.27) получено:
Полученное значение округляют в ближайшую сторону до целого .
Число зубьев колеса ([1], с. 14); определяют по формуле (2.28):
(2.28)
где ;
— число зубьев шестерни, (определено в формуле 2.27)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.28) получено:
2.2.10 Диаметры шестерни и колеса
2.2.10.1Делительный диаметр шестерни , мм ([1], с. 14); определяют по формуле (2.29):
(2.29)
где — число зубьев шестерни, (определено в формуле 2.27));
— модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25));
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.29) получено:
мм
2.2.10.2 Диаметр вершин шестерни , мм; определяется по формуле (2.30):
(2.30)
где — делительный диаметр шестерни, мм; (определено в формуле (2.29));
— модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.30) получено:
мм
2.2.10.3 Диаметр впадин шестерни , мм; определяется по формуле (2.31):
(2.31)
где — делительный диаметр шестерни, мм (определено в формуле (2.29));
— модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.31) получено:
мм
2.2.10.4 Делительный диаметр колеса , мм ([1], с. 14); определяют по формуле (2.32):
(2.32)
где мм;
— делительный диаметр шестерни, мм; (определено в формуле (2.29)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.32) получено:
мм
2.2.10.5 Диаметр вершин колеса , мм ([1], с. 14); определяется по формуле (2.33):
(2.33)
где — делительный диаметр колеса, мм; (определено в формуле (2.32));
— модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.33) получено:
мм
2.2.10.6 Диаметр впадин колеса , мм ([1], с. 14); определяется по формуле (2.34):
(2.34)
где — делительный диаметр колеса, мм; (определено в формуле (2.32));
— модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.34) получено:
мм
2.2.11 Силы в зацеплении
2.2.11.1 Окружная сила , ([1], с. 15); определяется по формуле (2.35):
(2.35)
где — вращающий момент на ведомом валу редуктора, (известно из исходных данных);
— делительный диаметр колеса, мм; (определено в формуле (2.32)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.35) получено:
2.2.11.2 Радиальная сила , ([1], с. 15); определяется по формуле (2.36):
(2.36)
где — окружная сила, н (определено в формуле (2.35))
([1], с. 15);
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.36) получено:
н
2.2.11.3 Осевая сила , н ([1], с.15); определяется по формуле (2.37):
(2.37)
где н;
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.37) получено:
продолжение
--PAGE_BREAK--
2.2.12 Проверка зубьев колёс по напряжениям изгиба
Этот расчёт заключается, в определении превышает ли расчётное напряжение изгиба допускаемое .
2.2.12.1Расчётное напряжение изгиба для колеса, мПа ([1], с. 15); определяется по формуле (2.37):
(2.37)
где =1, т.к. передача шевронная ([1], с. 15);
Коэффициент ([1], с. 15) определяется по формуле (2.38):
(2.38)
где — угол наклона зубьев, .
Подставив указанные выше значения в формулу (2.38) получено:
; определено в формуле (2.38);
([3], с. 48);
([3], с. 48);
Коэффициент выбирают из таблицы 2.6 в зависимости то значения .
Для шестерни ([1], с. 16) определяется по формуле (2.39):
(2.39)
Для колеса определяется по той же формуле:
В зависимости от полученных значений и выбирается коэффициент и ([1], с.16 таблица 2.6):
;
=3.61.
— окружная сила, н; определено в формуле (2.35);
-ширина колеса, мм;определено в формуле (2.24);
— модуль зубчатой передачи, мм; определено в формуле (2.25).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.37) получено:
мПа,
что меньше допускаемого напряжения изгиба =241,7 мПа, значит, расчёт прошёл.
2.2.12.2 Расчётное напряжение изгиба для шестерни, мПа ([1], с. 15); определяется по формуле (2.40):
(2.40)
где — расчётное напряжение изгиба для колеса, мПа;определено в формуле (2.37);
=3,66 ([1], с.16 таблица 2.6);
=3,61 ([1], с.16 таблица 2.6).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.40) получено:
мПа
Что меньше допускаемого напряжения изгиба мПа, значит, расчёт прошёл.
2.2.13 Проверка зубьев колёс по контактным напряжениям
Этот расчёт заключается в определении войдёт ли получение напряжение в пределы (0,8…….1,1) .
Контактное напряжение , мПа ([1], с. 16); определяется по формуле (2.41):
(2.41)
где — коэффициент распределения нагрузки между зубьями, ([1], с. 16);
([3], с. 48);
([1], с. 16);
— передаточное число зубчатой передачи; (известно из исходных данных);
— окружная сила, н; определено в формуле (2.35);
— делительный диаметр шестерни, мм =0,036 м; определено в формуле (2.29);
-ширина колеса, =36 мм=0,036 м; определено в формуле (2.24).
Подставив указанные выше значения в формулу (2.41) получено:
мПа
Чтобы определить вошло ли полученное значение, в данные пределы нужно допускаемое контактное напряжение умножить сначала на 0,8, а затем на 1,1.
мПа
мПа
Нашечисло вошло в эти пределы, а значит, редуктор выдержит нагрузки и не сломается.
2.3 Расчёт открытой (цепной) передачи
Этот расчёт заключается в определении следующих значений:
- Число зубьев ведущей звёздочки , ведомой звёздочки ;
- Расчётный коэффициент нагрузки ;
- Шаг цепи ;
- Скорость цепи ;
- Окружная сила ;
- Давление в шарнирах ;
- Число звеньев цепи ;
- Межосевое расстояние цепной передачи ;
- Диаметры делительных окружностей звёздочек и ;
- Диаметры наружных окружностей звёздочек и ;
- Силы действующие на цепь: и ;
- Расчётная нагрузка на валы ;
- Коэффициент запаса прочности ;
- Размеры ведущей звёздочки: и .
2.3.1 Исходные данные для расчёта цепной передачи:
- — мощность на ведущем валу цепной передачи, кВт; кВт;
- — мощность на ведомом валу цепной передачи, кВт; кВт;
- — количество оборотов на ведущем валу цепной передачи, об/мин; об/мин;
- — количество оборотов на ведомом валу цепной передачи, об/мин; об/мин;
- — скорость вращения ведущего вала цепной передачи, ; ;
- — скорость вращения ведомого вала цепной передачи, ; ;
- — вращающий момент на ведущем валу цепной передачи, ; ;
- — вращающий момент на ведомом валу цепной передачи, ; ;
- — передаточное число цепной передачи; .
2.3.2 Число зубьев звездочек
2.3.2.1 Число зубьев ведущей звёздочки ([2], с. 148); определяется по формуле (2.42):
(2.42)
где (известно из исходных данных).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.42) получено:
Полученное значение округляется в ближайшую большую сторону .
2.3.2.2 Число зубьев ведомой звёздочки ([2], с. 148); определяется по формуле (2.43):
(2.43)
где ; определено в формуле (2.42);
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.43) получено:
Полученное значение округляется в ближайшую большую сторону .
2.3.3 Расчётный коэффициент нагрузки ([2], с. 149); определяется по формуле (2.44):
продолжение
--PAGE_BREAK-- (2.44)
где — динамический коэффициент, ([2], с. 149);
— коэффициент учитывающий влияние межосевого расстояния, ([2], с. 299);
— коэффициент учитывающий влияние угла наклона линии центров, ([2], с. 299);
— коэффициент учитывающий способ регулирования натяжения цепи, ([2], с. 299);
, при непрерывной смазке ([2], с. 299);
— коэффициент учитывающий продолжительность работы в сутки, ([2], с. 299).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.44) получено:
2.3.4 Шаг цепи , мм ([2], с. 149); определяется по формуле (2.45):
(2.45)
где (известно из исходных данных);
; определено в формуле (2.44);
; определено в формуле (2.42);
— допускаемое давление, мПа; ([2], табл. 7.18 с. 150).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.45) получено:
мм
Из таблицы 7.15 ([2], с. 147) выбирается цепь ПР19,05-31,8 по ГОСТу 13568-75 имеющая стандартные показатели:
- ;
- — разрешающая нагрузка, кН; кН;
- ([2], с. 147).
2.3.5 Скорость цепи , ([2], с. 149); определяется по формуле (2.46):
(2.46)
где ;
(пункт 2.3.4);
об/мин (известно из исходных данных).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.46) получено:
2.3.6 Окружная сила , н ([2], с. 149); определяется по формуле (2.47):
(2.47)
где (известно из исходных данных);
(известно из исходных данных);
; определено в формуле (2.46).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.47) получено:
н
2.3.7 Давление в шарнирах , мПа ([2], с. 150); определяется по формуле (2.48):
(2.48)
где н; определено в формуле (2.47);
— коэффициент эксплуатации, ;
— проекция опорной площади шарнира, ([2], с. 147).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.48) получено:
мПа
2.3.8 Допускаемое давление , мПа ([2], с. 150); определяется по формуле (2.49):
(2.49)
где .
Подстановкой указанных значений в формулу (2.49) получено:
мПа
Условие выполнено.
2.3.9 Число звеньев цепи ([2], с. 148); определяется по формуле (2.50):
(2.50)
где ([2], с. 148)
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.50) получено:
Полученное число округляют в ближайшую сторону до целого .
2.3.10 Межосевое расстояние цепной передачи , мм ([2], с. 149); определяется по формуле (2.51):
(2.51)
где (пункт 2.3.4);
; определено в формуле 2.50;
; определено в пункте 2.3.9;
; определено в пункте 2.3.9.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.51) получено:
мм
Для свободного провисания цепи предусматривается возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%.
2.3.11 Диаметры делительных окружностей звёздочек и , мм ([2], с. 148); определяются по формулам (2.52) и (2.53):
(2.52)
где (пункт 2.3.4);
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.52) получено:
мм
(2.53)
где (пункт 2.3.4);
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.53) получено:
мм
2.3.12 Диаметры наружных окружностей звёздочек и , мм ([2], с. 148); определяются по формулам (2.54) и (2.55):
(2.54)
где (пункт 2.3.4);
;
— диаметр ролика, мм ([2], с. 148); мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.54) получено:
мм
(2.55)
где (пункт 2.3.4);
;
— диаметр ролика, мм ([2], с. 148); мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.55) получено:
мм
2.3.13 Силы, действующие на цепь
2.3.13.1 Нагрузка от центробежных сил , н ([2], с. 301); определяется по формуле (2.56):
(2.56)
где кг/м ([2], с. 147);
м/с.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.56) получено:
н
2.3.13.2 Нагрузка от провисания цепи , н ([2], с. 301); определяется по формуле (2.57):
(2.57)
где ; при угле наклона цепи ([2], с. 151);
кг/м ([2], с. 147);
м; определено в формуле (2.51).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.57) получено:
н
2.3.14 Расчётная нагрузка на валы , н ([2], с. 301); определяется по формуле (2.58):
(2.58)
где н; определено в формуле (2.47);
н; определено в формуле (2.57).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.58) получено:
2.3.15 Коэффициент запаса прочности , ([2], с. 151); определяется по формуле (2.59):
продолжение
--PAGE_BREAK-- (2.59)
где — разрушающая нагрузка, мПа ([2], с. 147); мПа.
н; определено в формуле (2.47);
— динамический коэффициент, ;
; определено в формуле (2.56);
н; определено в формуле (2.57).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.59) получено:
2.3.16 Размеры ведущей звёздочки
2.3.16.1 Диаметр , мм; определяется по формуле (2.60):
мм (2.60)
2.3.16.2 Длина ступицы звёздочки , мм; определяется по формуле (2.61):
мм (2.61)
Принимается мм.
2.4 Предварительный расчёт валов редуктора
Этот расчёт заключается в определении диаметров вала под шпонки и , и диаметров под подшипники и .
2.4.1 Ведущий вал (эскиз указан на рис 2.1)
Диаметр ступени вала под шкив , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.62) при допускаемом значении мПа (стандартная величина):
(2.62)
где — вращающий момент на ведомом валу ремённой передачи, ;
Подстановкой значений в формулу (2.62) получено:
мм
Принимается стандартное значение мм ([2], с. 162), мм, берётся на 5-10 мм больше диаметра ступени под шпонку.
2.4.2 Ведомый вал (эскиз указан на рис 2.2)
Диаметр ступени вала под муфту , мм ([2], с. 297); определяется по формуле (2.63) при допускаемом значении мПа (стандартная величина):
(2.63)
где — вращающий момент на ведомом валу редуктора, ;
Подстановкой указанных значений в формулу (2.63) получено:
мм
Принимается стандартное значение мм ([2], с. 162); мм, берётся на 5-10 мм больше диаметра ступени под муфту.
Все значения сведены в таблицу подшипников
Таблица подшипников
2.5 Конструктивные размеры шестерни и колеса
2.5.1 Шестерню выполняют за одно целое с валом:
- мм;
- мм;
- мм.
2.5.2 Колесо кованое:
- мм;
- мм;
- мм;
2.5.3 Диаметр ступицы , мм ([2], с. 297); определяется по формуле (2.64):
(2.64)
где — диаметр той ступени вала на которой будет находиться колесо, мм(это значение на 5-10 мм больше диаметра под подшипник).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.64) получено:
мм
2.5.4 Длина ступицы , мм ([2], с. 297); определяется по формуле (2.65):
(2.65)
где мм.
Подстановкой значений в формулу (2.65) получено:
Принимается значение из стандартного ряда находящееся в полученных пределах мм.
2.5.5 Толщина обода , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.66):
(2.66)
где —, =1.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.66) получено:
выбирается из полученных пределов, мм.
2.5.6 Толщина диска , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.67):
(2.67)
где — ширина колеса, мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.67) получено:
мм
2.6 Конструктивные размеры корпуса
2.6.1 Толщина стенок корпуса , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.68):
(2.68)
где мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.68) получено:
мм
Принимается мм.
2.6.2 Толщина крышки корпуса , мм ([2], с. 298); определятся по формуле (2.69):
(2.69)
где мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.69) получено:
мм
Принимается мм.
2.6.3 Толщина верхнего пояса корпуса , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.70):
(2.70)
где мм; определено в формуле (2.68).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.70) получено:
мм
2.6.4 Толщина нижнего пояса корпуса , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.71):
(2.71)
где мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.71) получено:
мм
Принимается мм
2.6.5 Толщина пояса крышки , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.72):
(2.72)
где мм; определено в формуле (2.69).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.72) получено:
мм
2.6.6 Диаметр фундаментных болтов , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.73):
(2.73)
где мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.73) получено:
мм
Резьба , она выбирается из стандартного ряда в большую сторону от большего предела.
2.6.7 Диаметр болтов крепящих крышку к корпусу у подшипников , мм([2], с. 298); определяется по формуле (2.74):
(2.74)
где ; определено в формуле (2.73).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.74) получено:
мм
Резьба выбирается из стандартного ряда в большую сторону от большего из полученных пределов.
2.6.8 Диаметр болтов соединяющих крышку с корпусом , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.75):
(2.75)
где .
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.75) получено:
продолжение
--PAGE_BREAK-- мм
Резьба выбирается .
2.7 Первый этап компоновки редуктора
2.7.1 Очерчивание внутренней стенки корпуса
2.7.1.1 Принимается зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса , мм ([2], с. 302); определяется по формуле (2.76):
(2.76)
где мм; определено в формуле (2.68).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.76) получено:
мм
При наличии ступицы зазор берётся от торца ступицы.
2.7.1.2 Зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса , мм ([2], с. 302).
2.7.1.3 Расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса , мм([2], с. 302).
Если диаметр окружностей вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра, то расстояние надо брать от шестерни.
Предварительно выбираются радиальные шарикоподшипника средней серии; габариты подшипников выбираются по диаметру вала в месте посадки подшипников мм и мм.
Для подшипников в качестве смазочного материала выбирается пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаются мазеудерживающие кольца. Их ширину определяет размер мм
мм.
2.8 Построение эпюр
2.8.1 Ведущий вал
Значения необходимые для построения эпюр:
н;
н;
н;
н.
Определение реакций в вертикальной плоскости
Сумма моментов вокруг точки А:
Реакция , н; определяется по формуле (2.77):
н (2.77)
где н;
н;
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.77) получено:
н
н (потому что реакция не может быть отрицательной)
Сумма моментов вокруг точки В:
Реакция , н; определяется по формуле (2.78):
(2.78)
где н;
н;
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.78) получено:
н
Уравнение для построения эпюры в вертикальной плоскости
Определение реакций в горизонтальной плоскости
Сумма моментов вокруг точки А:
Реакция , н; определяется по формуле (2.79):
(2.79)
где н;
н.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.79) получено:
н
Сумма моментов вокруг точки В:
Реакция , н; определяется по формуле (2.80):
(2.80)
где н;
н.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.80) получено:
н
Уравнение для построения эпюры в горизонтальной плоскости
Суммарные реакции в подшипниках и , н; определяются по формулам (2.81) и (2.82):
(2.81)
где н; определено в формуле (2.78);
н; определено в формуле (2.80).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.81) получено:
н
(2.82)
где н; определено в формуле (2.69);
н; определено в формуле (2.71).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.82) получено:
н
2.8.2 Ведомый вал
Определение реакций в вертикальной плоскости
Сумма моментов вокруг точки А:
Реакция , н; определяется по формуле 2.83:
(2.83)
где н.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.83) получено:
н
н(потому что реакция не может быть отрицательной).
Сумма моментов вокруг точки В:
Реакция , н; определяется по формуле 2.84:
(2.84)
где н.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.84) получено:
н
н(потому что реакция не может быть отрицательной).
Уравнение для построения эпюры в вертикальной плоскости
Определение реакций в горизонтальной плоскости
Сумма моментов вокруг точки А:
Реакция , н; определяется по формуле 2.85:
(2.85)
где н.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.85) получено:
н
н(потому что реакция не может быть отрицательной).
Сумма моментов вокруг точки В:
Реакция , н; определяется по формуле 2.86:
(2.86)
где н.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.86) получено:
н
н(потому что реакция не может быть отрицательной).
Уравнение для построения эпюры в горизонтальной плоскости
Суммарные реакции в подшипниках и , н; определяются по формулам 2.87 и 2.88:
(2.87)
где н (определено в формуле (2.84));
н (определено в формуле (2.86)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.87) получено:
н
(2.88)
где: н (определено в формуле (2.83));
н (определено в формуле (2.85)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.88) получено:
н
2.9 Подбор и расчёт подшипников для валов редуктора
2.9.1 Ведущий вал:
Намечаем шариковые радиальные подшипники 205: мм; мм; мм; ; .
2.9.1.1 Эквивалентная нагрузка , н ([2], с. 305); определяется по формуле (2.89):
(2.89)
где н; определено в формуле (2.81);
продолжение
--PAGE_BREAK--;
(вращается внутреннее кольцо);
— коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров, (табл. 9.19);
(табл. 9.20);
Для того чтобы выбрать величины и нужно из соотношения ; этой величине соответствует ; соотношение , значит (таблица 9.18 с. 213) , а .
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.89) получено:
н
2.9.1.2 Расчётная долговечность , млн/об ([2], с. 305); определяется по формуле (2.90):
(2.90)
где (известно из таблицы подшипников);
— эквивалентная нагрузка, н; определено в формуле (2.89).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.90) получено:
млн/об
2.9.1.3 Расчётная долговечность , час. ([2], с. 305); определяется по формуле (2.91):
(2.91)
где млн/об; определено в формуле (2.90);
— количество оборотов на ведущем валу редуктора, об/мин.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.91) получено:
час
2.9.2 Ведомый вал
Намечаем шариковые радиальные подшипники 207: мм; мм; мм; ; .
2.9.2.1 Эквивалентная нагрузка , н ([2], с. 307); определяется по формуле (2.92):
(2.92)
где н; определено в формуле (2.88);
(вращается внутреннее кольцо);
— коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров, (табл. 9.19);
(табл. 9.20);
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.92) получено:
н
2.9.2.2 Расчётная долговечность , млн/об; ([2], с. 305); определяется по формуле (2.93):
(2.93)
где (известно из таблицы подшипников);
— эквивалентная нагрузка, н (определено в формуле (2.92)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.93) получено:
млн/об
2.9.2.3 Расчётная долговечность , час. ([2], с. 305); определяется по формуле (2.94):
(2.94)
где млн/об; определено в формуле (2.93);
— количество оборотов на ведомом валу редуктора, об/мин.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.94) получено:
ч
2.10 Подбор и проверочный расчёт шпоночных соединений
2.10.1 Ведущий вал
Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице мПа.
2.10.1.1 Предел прочности шпонки под муфту , мПа ([2], с. 310); определяется по формуле (2.95):
(2.95)
где — вращающий момент на ведущем валу редуктора, мПа;
— диаметр ступени вала под шпонку, мм;
мм (табл. 8.9 с. 169);
мм (табл. 8.9 с. 169);
мм (табл. 8.9 с. 169);
мм, длина шпонки берётся на 5-10 мм меньше длины той ступени вала, куда она устанавливается и должна входить в стандартный ряд ( [2], с. 169).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.95) получено:
мПа
Условие выполнено.
Шпонка ГОСТ 23360-78.
2.10.2 Ведомый вал
Из двух шпонок под зубчатым колесом и под звёздочкой более нагружена вторая (меньше диаметр вала и следовательно меньше размеры поперечного сечения шпонки).
2.10.2.1 Предел прочности шпонки под звёздочку , мПа ([2], с. 310); определяется по формуле (2.96):
(2.96)
где: — вращающий момент на ведомом валу редуктора, мПа;
— диаметр ступени вала под шпонку, мм;
мм (табл. 8.9 с. 169);
мм (табл. 8.9 с. 169);
мм (табл. 8.9 с. 169);
мм, длина шпонки берётся на 5-10 мм меньше длины той ступени вала, куда она устанавливается и должна входить в стандартный ряд (с. 169).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.96) получено:
мПа
Условие выполнено.
Шпонка ГОСТ 23360-78.
2.10.2.2 Выбор шпонки под колесо
Шпонка ГОСТ 23360-78.
2.11 Подбор муфты
Муфта втулочная ГОСТ 20761-80 (табл. 11.1 с. 269)
2.12 Уточнённый расчёт валов
Во время этого расчёта рассматриваются три сечения ведущего вала: А-А, К-К, Л-Л и Б-Б.
Ведущий вал
Материал вала – Ст.40Х;
Термообработка-улучшение;
мПа (табл. 3.3 с. 34);
мм.
2.12.1 Сечение А-А: это место ослаблено шпоночным пазом, поэтому здесь возникают дополнительные напряжения.
Стандартные коэффициенты:
- ;
- ;
- ;
- ;
- ;
- ;
- .
2.12.1.1 Пределы выносливости и , мПа ([2], с. 313); определяются по формулам (2.97) и (2.98):
(2.97)
где мПа.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.97) получено:
мПа
Принимается мПа
(2.98)
где мПа (определено в формуле (2.97)).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.98) получено:
мПа
2.12.1.2 Суммарный изгибающий момент , ; определяется по формуле 2.99:
(2.99)
где — давление на валы, н;
-длина шпонки под шкив, мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.99) получено:
2.12.1.3 Момент сопротивления кручению , ([2], с. 313); определяется по формуле (2.100):
(2.100)
где — диаметр ступени вала в сечении А-А, мм;
мм (табл. 8.9 с. 169);
мм (табл. 8.9 с. 169);
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.100) получено:
2.12.1.4 Момент сопротивления изгибу , ([2], с. 313); определяется по формуле (2.101):
(2.101)
где мм;
мм;
мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.101) получено:
2.12.1.5 Амплитуда продолжение
--PAGE_BREAK--, мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений , мПа ([2], с. 314); определяется по формуле (2.102):
(2.102)
где ;
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.102) получено:
мПа
2.12.1.6 Амплитуда нормальных напряжений , мПа([2], с. 314); определяется по формуле (2.103):
(2.103)
где ;
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.103) получено:
мПа
2.12.1.7 Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям ([2], с. 314); определяется по формуле (2.104):
(2.104)
где мПа; определено в формуле (2.97);
;
;
;
мПа;
— среднее напряжение, .
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.104) получено:
2.12.1.8 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям ([2], с. 314); определяется по формуле (2.105):
(2.105)
где мПа; определено в формуле (2.98);
;
;
мПа
;
мПа
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.105) получено:
2.12.1.9 Результирующий коэффициент запаса прочности ([2], с. 314); определяется по формуле (2.106):
(2.106)
где ; определено в формуле (2.94);
; определено в формуле (2.95).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.106) получено:
2.12.2 Сечение К-К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом.
2.12.2.1 Осевой момент сопротивления , ([2], с. 314); определяется по формуле (2.107):
(2.107)
где — посадочный диаметр под подшипник, мм (таблица подшипников).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.107) получено:
2.12.2.2 Суммарный изгибающий момент , ;
2.12.2.3 Амплитуда нормальных напряжений , мПа ([2], с. 314); определяется по формуле (2.108):
(2.108)
где ; определено в пункте 2.12.2.2;
; определено в формуле (2.107).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.108) получено:
мПа
2.12.2.4 Полярный момент сопротивления , ([2], с. 315); определяется по формуле (2.109):
(2.109)
где .
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.109) получено:
2.12.2.5 Амплитуда , мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений , мПа ([2], с. 315); определяется по формуле (2.110):
(2.110)
где ;
.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.110) получено:
мПа
2.12.2.6 Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям ([2], с. 315); определяется по формуле (2.111):
(2.111)
где мПа; определено в формуле (2.89);
;
;
мПа.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.111) получено:
2.12.2.7 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям ([2], с. 314); определяется по формуле (2.112):
(2.112)
где мПа; определено в формуле (2.112);
;
;
мПа
;
мПа
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.112) получено:
2.12.2.8 Результирующий коэффициент запаса прочности ([2], с. 315); определяется по формуле (2.113):
(2.113)
где ; определено в формуле (2.111);
; определено в формуле (2.112).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.113) получено:
2.12.3 Сечение Л-Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от диаметра 35 мм к диаметру 30 мм; при — коэффициенты концентрации напряжений будут равны:
;
.
2.12.3.1 Суммарный изгибающий момент , ; определяется по формуле 2.114:
(2.114)
где н;
мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.114) получено:
2.12.3.2 Осевой момент сопротивления сечения , ([2], с. 315); определяется по формуле (2.115):
(2.115)
где мм (берётся наименьший диаметр, т.е. тот который вероятней всего сломается);
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.115) получено:
2.12.3.3 Амплитуда нормальных напряжений , мПа ([2], с. 315); определяется по формуле (2.116):
(2.116)
где ;
; определено в формуле (2.115).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.116) получено:
мПа
2.12.3.4 Полярный момент сопротивления , ([2], с. 316); определяется по формуле (2.117):
(2.117)
где .
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.117) получено:
2.12.3.5 Амплитуда , мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений , мПа ([2], с. 315); определяется по формуле (2.118):
(2.118)
где ;
продолжение
--PAGE_BREAK--