Реферат: Расчет червячного одноступенчатого редуктора
--PAGE_BREAK--2.4 выбор соединительных муфтИз полученных параметров подберем тип упругой муфты.
<img width=«205» height=«330» src=«ref-1_1602769996-9740.coolpic» v:shapes="_x0000_i1062">
рис.3 «Упругая муфта»
Таблица 1 «муфта упругая»
max d вала, мм.
L, мм.
Е, мм.
А, мм.
С, мм
М, мм.
D, мм.
вес, кг.
Т, Н*м
30
33
22
104
82
11
60
0.8
24
Муфта зубчатая, ГОСТ Р 50895-96, используется для постоянного соединения соосных валов и для одновременной компенсации их незначительных угловых и радиальных смещений.
<img width=«307» height=«348» src=«ref-1_1602779736-11964.coolpic» v:shapes=«Рисунок_x0020_4»>
рис.4 «муфта зубчатая»
Параметры выбранной муфты приведены в таблице.
Обозначение
Крутящий момент max, Н*м
D, мм.
d, мм.
B, мм.
МЗП-1
1000
170
40…55
115
3. ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ, ТЕРМООБРАБОТКИ И ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ЧЕРВЯЧНЫХ ПЕРЕДАЧ
Характеристики материала изготовления и свойства червячной передачи определяют исходя из значения скорости относительного скольжения Vs. Скорость относительного скольжения вычисляется по формуле:
<img width=«130» height=«35» src=«ref-1_1602791700-828.coolpic» v:shapes="_x0000_i1064">;
где: <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1602792528-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1065">— частота вращения червяка, об/мин;
<img width=«18» height=«25» src=«ref-1_1602792769-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1066"> — крутящий момент на валу червячного колеса, Н*м.
<img width=«253» height=«35» src=«ref-1_1602793014-1285.coolpic» v:shapes="_x0000_i1067">.
Коэффициент, учитывающий интенсивность изнашивания материала колеса, при полученном значении скольжения — <img width=«17» height=«25» src=«ref-1_1602794299-234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1068">=0.8.
Материал червяка: сталь 18ХГТ, поверхность цементируется с последующей закалкой до твердости 56 HRCэ.
Материал червячного колеса: оловянная бронза БрО10Ф1 относим к I группе.
Значения механических характеристик червячной передачи сведем в таблицу.
Таблица 3 «механические характеристики материалов червячной передачи»
Элемент передачи
Марка металла
Термообработка
HRCэ
<img width=«11» height=«18» src=«ref-1_1602794533-212.coolpic» v:shapes="_x0000_i1069">, МПа
<img width=«14» height=«18» src=«ref-1_1602794745-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1070">, МПа
<img width=«24» height=«18» src=«ref-1_1602794971-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1071">, МПа
<img width=«23» height=«18» src=«ref-1_1602795241-256.coolpic» v:shapes="_x0000_i1072">, МПа
червяк
18ХГТ
цементация, закалка
56
980
730
706
261
колесо
БрО10Ф1
отливка в кокиль
HB 1(60 МПа)
230
140
198
53.4
продолжение
--PAGE_BREAK--4. РАСЧЕТ РЕДУКТОРНОЙ ПЕРЕДАЧИ 4.1 Проектный расчет. Расчет геометрии
Ориентировочное значение межосевого расстояния определим по формуле:
<img width=«141» height=«49» src=«ref-1_1602795497-981.coolpic» v:shapes="_x0000_i1073"> ,
Подставим в формулу числовые значения:
<img width=«256» height=«49» src=«ref-1_1602796478-1361.coolpic» v:shapes="_x0000_i1074">.
По ГОСТ 2144-76 выбираем ближайшее стандартное значение — <img width=«108» height=«25» src=«ref-1_1602797839-652.coolpic» v:shapes="_x0000_i1075">
Количество витков червяка – Z1=2.
Число зубьев червячного колеса определим по формуле:
<img width=«92» height=«25» src=«ref-1_1602798491-438.coolpic» v:shapes="_x0000_i1076">;
<img width=«137» height=«25» src=«ref-1_1602798929-543.coolpic» v:shapes="_x0000_i1077">.
Модуль зацепления определим из формулы:
<img width=«146» height=«36» src=«ref-1_1602799472-796.coolpic» v:shapes="_x0000_i1078">;
<img width=«155» height=«25» src=«ref-1_1602800268-699.coolpic» v:shapes="_x0000_i1079">.
Из стандартного ряда (ГОСТ 2144-76) примем значение модуля зацепления m=6.3.
Коэффициент диаметра червяка найдем по формуле:
<img width=«319» height=«25» src=«ref-1_1602800967-1204.coolpic» v:shapes="_x0000_i1080">
Значение коэффициента диаметра соответствует стандартному, подбора не требуется.
Коэффициент смещения инструмента:
<img width=«289» height=«45» src=«ref-1_1602802171-1219.coolpic» v:shapes="_x0000_i1081">
<img width=«180» height=«35» src=«ref-1_1602803390-667.coolpic» v:shapes="_x0000_i1082"> Условие выполняется.
Уточним фактическое передаточное число:
<img width=«128» height=«38» src=«ref-1_1602804057-750.coolpic» v:shapes="_x0000_i1083">;
Фактическое значение передаточного отношения равно посчитанному – отклонение равно 0.
Перейдем к расчету фактических размеров передачи:
Фактическое значение межосевого расстояния:
<img width=«558» height=«25» src=«ref-1_1602804807-1832.coolpic» v:shapes="_x0000_i1084">
Делительный диаметр червяка:
<img width=«252» height=«25» src=«ref-1_1602806639-1065.coolpic» v:shapes="_x0000_i1085">
Диаметр вершин витков червяка:
<img width=«359» height=«25» src=«ref-1_1602807704-1303.coolpic» v:shapes="_x0000_i1086">
Диаметр впадин витков червяка:
<img width=«386» height=«27» src=«ref-1_1602809007-1411.coolpic» v:shapes="_x0000_i1087">
Делительный угол подъема линии витков червяка:
<img width=«278» height=«49» src=«ref-1_1602810418-1464.coolpic» v:shapes="_x0000_i1088">
Длина нарезаемой части червяка:
<img width=«273» height=«25» src=«ref-1_1602811882-1056.coolpic» v:shapes="_x0000_i1089">;
при x<=0 – C=0: <img width=«288» height=«25» src=«ref-1_1602812938-1164.coolpic» v:shapes="_x0000_i1090">
Делительный диаметр червячного колеса:
<img width=«281» height=«25» src=«ref-1_1602814102-1149.coolpic» v:shapes="_x0000_i1091">
Диаметр вершин зубьев червячного колеса:
<img width=«546» height=«25» src=«ref-1_1602815251-1788.coolpic» v:shapes="_x0000_i1092">
Наибольший диаметр червячного колеса:
<img width=«402» height=«49» src=«ref-1_1602817039-2044.coolpic» v:shapes="_x0000_i1093">
Диаметр впадин зубьев червячного колеса:
<img width=«496» height=«27» src=«ref-1_1602819083-1630.coolpic» v:shapes="_x0000_i1094">
Ширина венца червячного колеса:
<img width=«333» height=«25» src=«ref-1_1602820713-1332.coolpic» v:shapes="_x0000_i1095">
Условный угол обхвата червяка венцом колеса:
<img width=«544» height=«50» src=«ref-1_1602822045-2302.coolpic» v:shapes="_x0000_i1096">
4.2 Поверочный расчет зубьев колеса на выносливость по контактным напряжениям
Т.к. поверхностная прочность зубьев червячного колеса ниже, чем у червяка – расчет будем вести по зубьям червячного колеса.
Рассчитаем фактическое контактное напряжение зубьев червячного колеса:
<img width=«154» height=«49» src=«ref-1_1602824347-980.coolpic» v:shapes="_x0000_i1097"> ;
где: <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1602825327-247.coolpic» v:shapes="_x0000_i1098"> — крутящий момент на колесе;
<img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1602825574-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1099"> — коэффициент нагрузки в зоне контакта зубьев.
<img width=«104» height=«28» src=«ref-1_1602825839-622.coolpic» v:shapes="_x0000_i1100"> ;
где: <img width=«22» height=«28» src=«ref-1_1602826461-285.coolpic» v:shapes="_x0000_i1101"> — коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине контактной линии;
<img width=«21» height=«25» src=«ref-1_1602826746-269.coolpic» v:shapes="_x0000_i1102"> — коэффициент, учитывающий внутреннюю динамическую нагрузку.
<img width=«196» height=«41» src=«ref-1_1602827015-985.coolpic» v:shapes="_x0000_i1103">;
где: <img width=«13» height=«25» src=«ref-1_1602828000-233.coolpic» v:shapes="_x0000_i1104"> — коэффициент деформации червяка (при <img width=«243» height=«25» src=«ref-1_1602828233-1059.coolpic» v:shapes="_x0000_i1105"> );
x – вспомогательный коэффициент (примем x=0.6 для передач, работающих при незначительных колебаниях).
Перед проведением окончательных расчетов, необходимо уточнить значение скорости относительного скольжения:
<img width=«146» height=«38» src=«ref-1_1602829292-926.coolpic» v:shapes="_x0000_i1106">;
<img width=«235» height=«35» src=«ref-1_1602830218-1255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1107">.
Исходя из полученного значения скорости скольжения, в дальнейших расчетах принимаем:
· степень точности изготовления червячной передачи – 7;
· <img width=«70» height=«25» src=«ref-1_1602831473-374.coolpic» v:shapes="_x0000_i1108">.
<img width=«260» height=«41» src=«ref-1_1602831847-1171.coolpic» v:shapes="_x0000_i1109">;
<img width=«170» height=«25» src=«ref-1_1602833018-781.coolpic» v:shapes="_x0000_i1110">;
<img width=«298» height=«49» src=«ref-1_1602833799-1488.coolpic» v:shapes="_x0000_i1111">.
Т.к. <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1602835287-463.coolpic» v:shapes="_x0000_i1112"> – условие прочности по контактным напряжениям выполняется, запас прочности – 8%.
продолжение
--PAGE_BREAK--4.3 Поверочный расчет зубьев колеса на выносливость по напряжениям изгиба
Фактическое напряжение изгиба определяем по формуле:
<img width=«171» height=«38» src=«ref-1_1602835750-1046.coolpic» v:shapes="_x0000_i1113"> ;
где: <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1602825327-247.coolpic» v:shapes="_x0000_i1114">— крутящий момент на колесе;
<img width=«64» height=«25» src=«ref-1_1602837043-384.coolpic» v:shapes="_x0000_i1115"> — коэффициент нагрузки при изгибе;
<img width=«18» height=«25» src=«ref-1_1602837427-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1116"> — коэффициент формы зуба колеса, выбирают в зависимости от эквивалентного числа зубьев:
<img width=«182» height=«37» src=«ref-1_1602837684-891.coolpic» v:shapes="_x0000_i1117">;
В соотвествии с полученным значением эквивалентного числа зубьев, коэффициент формы <img width=«77» height=«25» src=«ref-1_1602838575-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1118">.
<img width=«366» height=«45» src=«ref-1_1602838995-1861.coolpic» v:shapes="_x0000_i1119">
Условие <img width=«90» height=«25» src=«ref-1_1602840856-462.coolpic» v:shapes="_x0000_i1120"> – выполняется, зубья колес удовлетворяют требованиям выносливости по напряжениям изгиба.
Запас прочности на изгиб:
<img width=«281» height=«50» src=«ref-1_1602841318-1355.coolpic» v:shapes="_x0000_i1121">
4.4 Определение сил в зацеплении червячной передачи
Сила нормального давления на зуб колеса имеет три составляющих:
· Ft– окружная сила, направлена по касательной к делительной окружности;
· Fr– радиальная сила, направлена по радиусу от поля зацепления к оси колеса;
· Fa– осевая сила, направлена вдоль оси колеса.
<img width=«280» height=«38» src=«ref-1_1602842673-1235.coolpic» v:shapes="_x0000_i1122">;
<img width=«297» height=«38» src=«ref-1_1602843908-1231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1123">;
<img width=«405» height=«25» src=«ref-1_1602845139-1500.coolpic» v:shapes="_x0000_i1124">.
(<img width=«65» height=«25» src=«ref-1_1602846639-386.coolpic» v:shapes="_x0000_i1125">)
Результаты вычислений сведем в таблицу:
таблица 4 «Сводная таблица параметров червячной передачи»
Проектный расчет
Параметр
<img width=«16» height=«18» src=«ref-1_1602847025-330.coolpic» v:shapes="_x0000_i1126">, мм
m
<img width=«8» height=«18» src=«ref-1_1602847355-202.coolpic» v:shapes="_x0000_i1127">, град
<img width=«7» height=«18» src=«ref-1_1602847557-195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1128">, град
q
Z
b, мм
d, мм
da, мм
df, мм
dam, мм
Червяк
126
6.3
47.5
14
8
2
83
50
63
35
-----
Колесо
-----
-----
32
43
202
212
189
221
Поверочный расчет
Параметр
<img width=«21» height=«18» src=«ref-1_1602847752-253.coolpic» v:shapes="_x0000_i1129">, МПа
<img width=«12» height=«18» src=«ref-1_1602848005-216.coolpic» v:shapes="_x0000_i1130">, МПа
<img width=«23» height=«18» src=«ref-1_1602795241-256.coolpic» v:shapes="_x0000_i1131">, МПа
<img width=«14» height=«18» src=«ref-1_1602848477-217.coolpic» v:shapes="_x0000_i1132">, МПа
<img width=«20» height=«18» src=«ref-1_1602848694-252.coolpic» v:shapes="_x0000_i1133">, %
<img width=«22» height=«18» src=«ref-1_1602848946-251.coolpic» v:shapes="_x0000_i1134">, %
Примечания
Червяк
706
-----
261
-----
-----
-----
Колесо
198
182
53.4
4.5
8
91.5
продолжение
--PAGE_BREAK--5. РАСЧЕТ УЗЛОВ ВАЛОВ РЕДУКТОРА
5.1 Предварительный выбор подшипников качения
Подшипники выбираются с учетом многих факторов работы редуктора. Для упрощения выбора примем, что обычно для червячных передач рекомендуется выбирать роликовые конические однорядные подшипники ГОСТ 27365-87. Типоразмер подшипника диктуется диаметром его внутреннего кольца, который равен диаметру вала, на который садится подшипник.
<img width=«309» height=«177» src=«ref-1_1602849197-9068.coolpic» alt=«Описание: rol_konich_6gpz_0060.jpg» v:shapes="_x0000_i1135">
рисунок 5 «роликовый конический однорядный подшипник»
Из предыдущих расчетов имеем: диаметр червячного вала – 14 мм, диаметр вала колеса – 45 мм.
Диаметр вала двигателя АИР4А 100L2 У3 – 28 мм. Для простоты соединения, с целью использования однотипных муфт примем присоединительный диаметр червячного вала <img width=«104» height=«25» src=«ref-1_1602858265-654.coolpic» v:shapes="_x0000_i1136">
Подберем пару подшипников на ведущий вал: исходя из предполагаемых посадочных мест, выбираем подшипник роликовый конический однорядный №7206А.
<img width=«210» height=«273» src=«ref-1_1602858919-7296.coolpic» alt=«Описание: Чертеж.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_8»>
рисунок 6 «основные размеры подшипников червячного вала»
Для ведомого вала выберем подшипник №7210А.
<img width=«204» height=«304» src=«ref-1_1602866215-6941.coolpic» alt=«Описание: Фрагмент.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_10»>
рисунок 7 «основные размеры подшипников вала колеса»
5.2 Определение реакций и моментов
Для определения реакций и моментов необходимо предварительно проработать компоновку редуктора. По произведенным расчетам геометрических характеристик – предварительно построим, валы редуктора.
Определим размеры ведущего вала. Витки червяка выполним, как одно целое с валом. Сведем в таблицу рассчитанные размеры:
Таблица 5 «геометрические размеры ведущего вала»
Параметр
<img width=«13» height=«18» src=«ref-1_1602873156-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1139">, мм
<img width=«20» height=«18» src=«ref-1_1602873382-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1140">, мм
<img width=«19» height=«20» src=«ref-1_1602873627-252.coolpic» v:shapes="_x0000_i1141">, мм
<img width=«12» height=«18» src=«ref-1_1602873879-223.coolpic» v:shapes="_x0000_i1142">, мм
<img width=«19» height=«18» src=«ref-1_1602874102-243.coolpic» v:shapes="_x0000_i1143">, мм
<img width=«19» height=«18» src=«ref-1_1602874345-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1144">, мм
Значение
50
63
35
83
28
30
Расстояние между опорами вала: <img width=«172» height=«25» src=«ref-1_1602874590-885.coolpic» v:shapes="_x0000_i1145">.
Расстояние от выходного конца вала до ближайшей опоры:
<img width=«95» height=«25» src=«ref-1_1602875475-640.coolpic» v:shapes="_x0000_i1146">.
Для выхода режущего инструмента, при нарезании витков червяка, участки вала, прилегающие к нарезке примем <img width=«45» height=«27» src=«ref-1_1602876115-335.coolpic» v:shapes="_x0000_i1147">.
Положение точки опоры вала:
<img width=«185» height=«37» src=«ref-1_1602876450-938.coolpic» v:shapes="_x0000_i1148">;
где: Т – ширина подшипника;
D– диаметр наружного кольца подшипника;
d– диаметр внутреннего кольца подшипника;
е – коэффициент влияния осевого нагружения.
<img width=«281» height=«25» src=«ref-1_1602877388-1124.coolpic» v:shapes="_x0000_i1149">.
<img width=«337» height=«37» src=«ref-1_1602878512-1457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1150">.
<img width=«536» height=«212» src=«ref-1_1602879969-12199.coolpic» alt=«Описание: ведущий вал.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_9»>
рисунок 8 «ведущий вал»
Определим размеры ведомого вала:
· диаметр вала — <img width=«104» height=«25» src=«ref-1_1602769340-656.coolpic» v:shapes="_x0000_i1152">;
· длина вала под ступицу колеса — <img width=«342» height=«25» src=«ref-1_1602892824-1272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1153">;
· диаметр под посадку колеса: <img width=«290» height=«25» src=«ref-1_1602894096-1136.coolpic» v:shapes="_x0000_i1154">;
· расстояние от ступицы колеса до кольца подшипника – 15 мм.;
· положение точки опоры вала: <img width=«337» height=«37» src=«ref-1_1602895232-1434.coolpic» v:shapes="_x0000_i1155">;
· Расстояние от выходного конца вала до ближайшей опоры: <img width=«105» height=«25» src=«ref-1_1602896666-664.coolpic» v:shapes="_x0000_i1156">.
<img width=«525» height=«240» src=«ref-1_1602897330-12211.coolpic» alt=«Описание: ведомый вал.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_15»>
рисунок 9 «ведомый вал»
После уточнения размера валов возможно приступить к расчетам.
<img width=«536» height=«713» src=«ref-1_1602909541-22519.coolpic» alt=«Описание: расчетная схема.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_17»>
рисунок 10 «расчетная схема передачи»
Левую опору, воспринимающую осевую нагрузку Faобозначим цифрой «1», правую – цифрой «2».
Рассмотрим плоскость X0Z.
<img width=«276» height=«45» src=«ref-1_1602932060-1207.coolpic» v:shapes="_x0000_i1159">
Рассмотрим плоскость YZ.
составим уравнение моментов относительно точки «2»:
<img width=«341» height=«35» src=«ref-1_1602933267-1292.coolpic» v:shapes="_x0000_i1160">;
<img width=«357» height=«45» src=«ref-1_1602934559-1594.coolpic» v:shapes="_x0000_i1161">.
<img width=«326» height=«35» src=«ref-1_1602936153-1265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1162">;
<img width=«357» height=«45» src=«ref-1_1602937418-1586.coolpic» v:shapes="_x0000_i1163">.
Суммарные радиальные нагрузки, действующие на подшипники:
<img width=«337» height=«30» src=«ref-1_1602939004-1419.coolpic» v:shapes="_x0000_i1164">
<img width=«233» height=«28» src=«ref-1_1602940423-1027.coolpic» v:shapes="_x0000_i1165">
<img width=«200» height=«49» src=«ref-1_1602941450-1027.coolpic» v:shapes="_x0000_i1166">;
<img width=«315» height=«28» src=«ref-1_1602942477-1317.coolpic» v:shapes="_x0000_i1167">;
<img width=«315» height=«28» src=«ref-1_1602943794-1305.coolpic» v:shapes="_x0000_i1168">.
Для ведомого вала правую опору, воспринимающую осевую нагрузку Faобозначим цифрой «4», левую – цифрой «3».
Рассмотрим плоскость X0Z.
<img width=«275» height=«35» src=«ref-1_1602945099-1116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1169">;
Рассмотрим плоскость YZ.
<img width=«327» height=«35» src=«ref-1_1602946215-1282.coolpic» v:shapes="_x0000_i1170">;
<img width=«327» height=«35» src=«ref-1_1602947497-1270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1171">;
<img width=«375» height=«45» src=«ref-1_1602948767-1585.coolpic» v:shapes="_x0000_i1172">;
<img width=«494» height=«60» src=«ref-1_1602950352-2162.coolpic» v:shapes="_x0000_i1173">
Суммарные радиальные нагрузки, действующие на подшипники ведомого вала:
<img width=«329» height=«30» src=«ref-1_1602952514-1360.coolpic» v:shapes="_x0000_i1174">
<img width=«202» height=«49» src=«ref-1_1602953874-1031.coolpic» v:shapes="_x0000_i1175">;
<img width=«325» height=«28» src=«ref-1_1602954905-1296.coolpic» v:shapes="_x0000_i1176">;
<img width=«315» height=«28» src=«ref-1_1602956201-1287.coolpic» v:shapes="_x0000_i1177">.
После нахождения реакций опор построим эпюры моментов:
<img width=«286» height=«28» src=«ref-1_1602957488-1180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1178">;
<img width=«366» height=«25» src=«ref-1_1602958668-1366.coolpic» v:shapes="_x0000_i1179">.
<img width=«516» height=«541» src=«ref-1_1602960034-20668.coolpic» alt=«Описание: моменты ведущий вал.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_6»>
рисунок 11 «моменты ведущего вала»
Суммарный момент на ведущем валу:
<img width=«213» height=«49» src=«ref-1_1602980702-1146.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">;
<img width=«344» height=«28» src=«ref-1_1602981848-1431.coolpic» v:shapes="_x0000_i1182">.
<img width=«296» height=«28» src=«ref-1_1602983279-1180.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">
<img width=«352» height=«25» src=«ref-1_1602984459-1345.coolpic» v:shapes="_x0000_i1184">
<img width=«530» height=«624» src=«ref-1_1602985804-23696.coolpic» alt=«Описание: моменты ведомый вал.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_7»>
рисунок 11 «моменты ведомого вала»
Суммарный момент на ведомом валу:
<img width=«212» height=«49» src=«ref-1_1603009500-1130.coolpic» v:shapes="_x0000_i1186">
<img width=«335» height=«31» src=«ref-1_1603010630-1415.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">
продолжение
--PAGE_BREAK--5.3 Проверочный расчет подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности
Долговечность подшипников в часах определим по формуле:
<img width=«202» height=«41» src=«ref-1_1603012045-1131.coolpic» v:shapes="_x0000_i1188">;
где: n-частота вращения, об/мин;
m– показатель степени, для роликоподшипников m=3.33;
С – динамическая грузоподъемность подшипника (С1=С2= 38 кН; С3=С4= 70.4 кН);
Рэкв – эквивалентная динамическая нагрузка, кН;
<img width=«32» height=«25» src=«ref-1_1603013176-309.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189"> — заданный срок службы привода, ч.
Заданный срок службы вычислим по формуле:
<img width=«248» height=«28» src=«ref-1_1603013485-1116.coolpic» v:shapes="_x0000_i1190">;
где: t – предполагаемый срок службы передачи, примем 3 года;
<img width=«30» height=«25» src=«ref-1_1603014601-307.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191"> — коэффициент работы передачи в году (0.8 – по заданию);
<img width=«33» height=«28» src=«ref-1_1603014908-437.coolpic» v:shapes="_x0000_i1192"> — коэффициент работы передачи в сутки (0.5 – по заданию).
<img width=«341» height=«25» src=«ref-1_1603015345-1307.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193">
Эквивалентную динамическую нагрузку рассчитаем по формуле:
<img width=«259» height=«25» src=«ref-1_1603016652-1112.coolpic» v:shapes="_x0000_i1194">;
где: V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца – V=1;
<img width=«25» height=«25» src=«ref-1_1603017764-279.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195"> – суммарная радиальная нагрузка на подшипник, Н;
Rai– суммарная осевая нагрузка на подшипник;
X,Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, значения X и Y сведем в таблицу:
таблица 6 «значения коэффициентов X и Y»
№ подшипника (см. расч. схему)
<img width=«17» height=«18» src=«ref-1_1603018043-242.coolpic» v:shapes="_x0000_i1196">, Н
Rai, Н
<img width=«35» height=«35» src=«ref-1_1603018285-479.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">
X
Y
e
α
№1
821
Ra1=Fa1= 2334
2.84
0.4
2
0.3
110
№2
368
1
№3
1584
Ra3=Fa2=704
0.44
0.4
2
№4
1188
1
kБ– коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (kБ=1.4);
kt– температурный коэффициент (kt=1).
<img width=«439» height=«25» src=«ref-1_1603018764-1557.coolpic» v:shapes="_x0000_i1198">;
<img width=«356» height=«25» src=«ref-1_1603020321-1276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199">;
<img width=«439» height=«25» src=«ref-1_1603021597-1550.coolpic» v:shapes="_x0000_i1200">;
<img width=«377» height=«25» src=«ref-1_1603023147-1340.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">.
Определим долговечность подшипников:
<img width=«332» height=«41» src=«ref-1_1603024487-1463.coolpic» v:shapes="_x0000_i1202">;
Условие долговечности не выполняется. Необходимо подобрать другой подшипник. Выберем подшипник №7606 (средняя широкая серия). Для выбранного подшипника значение динамической грузоподъемности С=72.1 кН.
<img width=«168» height=«175» src=«ref-1_1603025950-4108.coolpic» alt=«Описание: 7606.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_5»>
рисунок 12 «подшипник №7606»
Переопределим долговечность:
<img width=«353» height=«41» src=«ref-1_1603030058-1571.coolpic» v:shapes="_x0000_i1204">, условие выполняется.
<img width=«380» height=«41» src=«ref-1_1603031629-1637.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205">;
<img width=«365» height=«41» src=«ref-1_1603033266-1618.coolpic» v:shapes="_x0000_i1206">;
<img width=«375» height=«41» src=«ref-1_1603034884-1640.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">.
продолжение
--PAGE_BREAK--5.4 Расчет валов на усталостную прочность
Эквивалентный коэффициент запаса прочности:
<img width=«87» height=«39» src=«ref-1_1603036524-701.coolpic» v:shapes="_x0000_i1208">;
где: <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1603037225-252.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">– коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
<img width=«17» height=«25» src=«ref-1_1603037477-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1210"> – коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям;
<img width=«144» height=«36» src=«ref-1_1603037718-788.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">;
где: <img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1603038506-244.coolpic» v:shapes="_x0000_i1212">— предел выносливости материала при изгибе, для стали марки 18ХГТ – 520 МПа, для стали марки Ст45 – 250 МПа;
<img width=«31» height=«25» src=«ref-1_1603038750-301.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213"> – коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости;
<img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1603039051-249.coolpic» v:shapes="_x0000_i1214"> – амплитудное значение напряжения;
<img width=«23» height=«25» src=«ref-1_1603039300-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215"> — среднее значение напряжения;
<img width=«22» height=«25» src=«ref-1_1603039566-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1216"> — коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметрии цикла напряжений, для стали марки 18ХГТ – 0.15, для стали Ст45 — 0.
<img width=«130» height=«53» src=«ref-1_1603039849-820.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">;
где: <img width=«21» height=«25» src=«ref-1_1603040669-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1218">— эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе (зависит от концентратора напряжения);
<img width=«30» height=«25» src=«ref-1_1603040936-306.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219"> — масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала;
<img width=«30» height=«25» src=«ref-1_1603041242-297.coolpic» v:shapes="_x0000_i1220"> — коэффициент качества поверхности;
<img width=«21» height=«27» src=«ref-1_1603041539-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221"> — коэффициент влияния поверхностного упрочнения.
<img width=«71» height=«38» src=«ref-1_1603041822-604.coolpic» v:shapes="_x0000_i1222">;
<img width=«62» height=«35» src=«ref-1_1603042426-510.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223">;
где: <img width=«24» height=«25» src=«ref-1_1603042936-407.coolpic» v:shapes="_x0000_i1224">– суммарный изгибающий момент в опасном сечении, Н*м;
<img width=«34» height=«25» src=«ref-1_1603043343-448.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225"> — осевой момент сопротивления сечения вала, м3;
А – площадь поперечного сечения вала, м2.
<img width=«136» height=«36» src=«ref-1_1603043791-754.coolpic» v:shapes="_x0000_i1226">;
где: <img width=«27» height=«25» src=«ref-1_1603044545-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227">— предел выносливости материала при кручении, для стали марки 18ХГТ – 280 МПа, для стали марки Ст45 – 150 МПа;
<img width=«29» height=«25» src=«ref-1_1603044775-296.coolpic» v:shapes="_x0000_i1228"> – коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости;
<img width=«18» height=«25» src=«ref-1_1603045071-234.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229"> – амплитудное значение касательного напряжения;
<img width=«22» height=«25» src=«ref-1_1603045305-252.coolpic» v:shapes="_x0000_i1230"> — среднее значение касательного напряжения;
<img width=«20» height=«25» src=«ref-1_1603045557-272.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231"> — коэффициент, характеризующий чувствительность материала к ассиметрии цикла напряжений, для стали марки 18ХГТ – 0.1, для стали Ст45 — 0.
<img width=«125» height=«53» src=«ref-1_1603045829-805.coolpic» v:shapes="_x0000_i1232">;
где: <img width=«19» height=«25» src=«ref-1_1603046634-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233">— эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении (зависит от концентратора напряжения);
<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1603046895-301.coolpic» v:shapes="_x0000_i1234"> — масштабный коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала;
<img width=«28» height=«25» src=«ref-1_1603047196-294.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235"> — коэффициент качества поверхности;
<img width=«21» height=«27» src=«ref-1_1603041539-283.coolpic» v:shapes="_x0000_i1236"> — коэффициент влияния поверхностного упрочнения.
<img width=«117» height=«40» src=«ref-1_1603047773-640.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237">;
где: T – крутящий момент на валу, Н*м;
<img width=«34» height=«28» src=«ref-1_1603048413-348.coolpic» v:shapes="_x0000_i1238"> — полярный момент сопротивления сечения вала с концентратором напряжения, м3.
<img width=«524» height=«318» src=«ref-1_1603048761-15465.coolpic» alt=«Описание: новый ведущий вал.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_14»>
рисунок 13 «Ведущий вал»
Проанализируем ведущий вал на наличие сечений с концентраторами напряжения:
1. сечение А-А, концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом;
2. сечение Б-Б, переход от диаметра 40 мм. к диаметру 33мм., концентратором напряжений является выточка.
Сечение А-А:
Диаметр вала в этом сечении 30мм.
Момент кручения в данном сечении: <img width=«342» height=«28» src=«ref-1_1603064226-1351.coolpic» v:shapes="_x0000_i1240">.
Осевой момент сопротивления: <img width=«324» height=«38» src=«ref-1_1603065577-1387.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">.
Амплитудное значение напряжения: <img width=«300» height=«35» src=«ref-1_1603066964-1331.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">.
Среднее значение напряжения: <img width=«58» height=«25» src=«ref-1_1603068295-346.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243">;
Коэффициент концентрации напряжений: примем значения коэффициентов <img width=«81» height=«25» src=«ref-1_1603068641-438.coolpic» v:shapes="_x0000_i1244">; <img width=«89» height=«25» src=«ref-1_1603069079-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245">; <img width=«79» height=«25» src=«ref-1_1603069536-424.coolpic» v:shapes="_x0000_i1246">; <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603069960-405.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">.
<img width=«228» height=«60» src=«ref-1_1603070365-1240.coolpic» v:shapes="_x0000_i1248">
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«186» height=«46» src=«ref-1_1603071605-1006.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249">
полярный момент сопротивления сечения вала: <img width=«231» height=«38» src=«ref-1_1603072611-1147.coolpic» v:shapes="_x0000_i1250">.
Амплитудное значение касательного напряжения: <img width=«275» height=«35» src=«ref-1_1603073758-1195.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251">.
Эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении: <img width=«79» height=«25» src=«ref-1_1603074953-440.coolpic» v:shapes="_x0000_i1252"> ;
Коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603075393-450.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253">;
Коэффициент качества поверхности: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603075843-460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1254"> ;
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения: <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603069960-405.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">.
коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости:
<img width=«162» height=«44» src=«ref-1_1603076708-873.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256">.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«197» height=«35» src=«ref-1_1603077581-934.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257">.
Эквивалентный коэффициент запаса прочности:
<img width=«215» height=«50» src=«ref-1_1603078515-1275.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">
Сечение Б-Б:
Диаметр вала в этом сечении 33мм.
Момент кручения в данном сечении:
<img width=«587» height=«28» src=«ref-1_1603079790-2013.coolpic» v:shapes="_x0000_i1259">.
Осевой момент сопротивления: <img width=«332» height=«38» src=«ref-1_1603081803-1411.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260">.
Амплитудное значение напряжения: <img width=«293» height=«35» src=«ref-1_1603083214-1236.coolpic» v:shapes="_x0000_i1261">.
Среднее значение напряжения: <img width=«58» height=«25» src=«ref-1_1603068295-346.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262">;
Коэффициент концентрации напряжений: примем значения коэффициентов <img width=«81» height=«25» src=«ref-1_1603084796-421.coolpic» v:shapes="_x0000_i1263">; <img width=«89» height=«25» src=«ref-1_1603069079-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264">; <img width=«79» height=«25» src=«ref-1_1603069536-424.coolpic» v:shapes="_x0000_i1265">; <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603069960-405.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266">.
<img width=«218» height=«60» src=«ref-1_1603086503-1067.coolpic» v:shapes="_x0000_i1267">
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«151» height=«46» src=«ref-1_1603087570-930.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">
Полярный момент сопротивления сечения вала: <img width=«217» height=«38» src=«ref-1_1603088500-1097.coolpic» v:shapes="_x0000_i1269">.
Амплитудное значение касательного напряжения: <img width=«264» height=«35» src=«ref-1_1603089597-1200.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270">.
Эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении: <img width=«79» height=«25» src=«ref-1_1603090797-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1271"> ;
Коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603075393-450.coolpic» v:shapes="_x0000_i1272">;
Коэффициент качества поверхности: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603075843-460.coolpic» v:shapes="_x0000_i1273"> ;
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения: <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603069960-405.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">.
коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости:
<img width=«176» height=«44» src=«ref-1_1603092524-936.coolpic» v:shapes="_x0000_i1275">.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«197» height=«35» src=«ref-1_1603093460-938.coolpic» v:shapes="_x0000_i1276">.
Эквивалентный коэффициент запаса прочности:
<img width=«174» height=«50» src=«ref-1_1603094398-1079.coolpic» v:shapes="_x0000_i1277">
<img width=«574» height=«417» src=«ref-1_1603095477-20370.coolpic» alt=«Описание: ведомый вал.jpg» v:shapes=«Рисунок_x0020_18»>
рисунок 14 «ведомый вал»
Проанализируем ведомый вал на наличие сечений с концентраторами напряжения:
1. сечение А-А, концентрация напряжений обусловлена шпоночным пазом;
2. сечение Б-Б, концентрация напряжений обусловлена шпоночным пазом.
Сечение А-А:
Диаметр вала в этом сечении 45мм.
Момент кручения в данном сечении:
<img width=«369» height=«28» src=«ref-1_1603115847-1444.coolpic» v:shapes="_x0000_i1279">.
Осевой момент сопротивления: <img width=«341» height=«38» src=«ref-1_1603117291-1448.coolpic» v:shapes="_x0000_i1280">.
Амплитудное значение напряжения: <img width=«321» height=«35» src=«ref-1_1603118739-1393.coolpic» v:shapes="_x0000_i1281">.
Среднее значение напряжения: <img width=«58» height=«25» src=«ref-1_1603068295-346.coolpic» v:shapes="_x0000_i1282">;
Коэффициент концентрации напряжений: примем значения коэффициентов <img width=«70» height=«25» src=«ref-1_1603120478-367.coolpic» v:shapes="_x0000_i1283">; <img width=«89» height=«25» src=«ref-1_1603120845-473.coolpic» v:shapes="_x0000_i1284">; <img width=«79» height=«25» src=«ref-1_1603069536-424.coolpic» v:shapes="_x0000_i1285">; <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603121742-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1286">.
<img width=«228» height=«60» src=«ref-1_1603122138-1060.coolpic» v:shapes="_x0000_i1287">
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«196» height=«46» src=«ref-1_1603123198-1076.coolpic» v:shapes="_x0000_i1288">
полярный момент сопротивления сечения вала:
<img width=«345» height=«38» src=«ref-1_1603124274-1489.coolpic» v:shapes="_x0000_i1289">.
Амплитудное значение касательного напряжения: <img width=«258» height=«35» src=«ref-1_1603125763-1152.coolpic» v:shapes="_x0000_i1290">.
Эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении: <img width=«68» height=«25» src=«ref-1_1603126915-367.coolpic» v:shapes="_x0000_i1291"> ;
Коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603127282-457.coolpic» v:shapes="_x0000_i1292">;
Коэффициент качества поверхности: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603127739-467.coolpic» v:shapes="_x0000_i1293"> ;
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения: <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603121742-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1294">.
коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости:
<img width=«176» height=«44» src=«ref-1_1603128602-920.coolpic» v:shapes="_x0000_i1295">.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«176» height=«35» src=«ref-1_1603129522-863.coolpic» v:shapes="_x0000_i1296">.
Эквивалентный коэффициент запаса прочности:
<img width=«195» height=«50» src=«ref-1_1603130385-1185.coolpic» v:shapes="_x0000_i1297">
Сечение Б-Б:
Диаметр вала в этом сечении 60мм.
Момент кручения в данном сечении:
<img width=«390» height=«26» src=«ref-1_1603131570-1499.coolpic» v:shapes="_x0000_i1298">;
<img width=«556» height=«35» src=«ref-1_1603133069-2087.coolpic» v:shapes="_x0000_i1299">;
<img width=«408» height=«33» src=«ref-1_1603135156-1619.coolpic» v:shapes="_x0000_i1300">
Осевой момент сопротивления: <img width=«351» height=«38» src=«ref-1_1603136775-1482.coolpic» v:shapes="_x0000_i1301">.
Амплитудное значение напряжения: <img width=«199» height=«35» src=«ref-1_1603138257-1018.coolpic» v:shapes="_x0000_i1302">.
Среднее значение напряжения: <img width=«209» height=«35» src=«ref-1_1603139275-1056.coolpic» v:shapes="_x0000_i1303">;
Коэффициент концентрации напряжений: примем значения коэффициентов <img width=«70» height=«25» src=«ref-1_1603120478-367.coolpic» v:shapes="_x0000_i1304">; <img width=«89» height=«25» src=«ref-1_1603120845-473.coolpic» v:shapes="_x0000_i1305">; <img width=«79» height=«25» src=«ref-1_1603069536-424.coolpic» v:shapes="_x0000_i1306">; <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603121742-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1307">.
<img width=«228» height=«60» src=«ref-1_1603122138-1060.coolpic» v:shapes="_x0000_i1308">
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«225» height=«46» src=«ref-1_1603143051-1105.coolpic» v:shapes="_x0000_i1309">
полярный момент сопротивления сечения вала:
<img width=«347» height=«38» src=«ref-1_1603144156-1512.coolpic» v:shapes="_x0000_i1310">.
Амплитудное значение касательного напряжения: <img width=«258» height=«35» src=«ref-1_1603145668-1169.coolpic» v:shapes="_x0000_i1311">.
Эффективный коэффициент концентрации напряжений при кручении: <img width=«68» height=«25» src=«ref-1_1603126915-367.coolpic» v:shapes="_x0000_i1312"> ;
Коэффициент, учитывающий влияние абсолютных размеров сечения вала: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603147204-485.coolpic» v:shapes="_x0000_i1313">;
Коэффициент качества поверхности: <img width=«87» height=«25» src=«ref-1_1603127739-467.coolpic» v:shapes="_x0000_i1314"> ;
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения: <img width=«70» height=«27» src=«ref-1_1603121742-396.coolpic» v:shapes="_x0000_i1315">.
коэффициент концентрации напряжений, учитывающий влияние всех факторов на сопротивление усталости:
<img width=«176» height=«44» src=«ref-1_1603148552-896.coolpic» v:shapes="_x0000_i1316">.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<img width=«155» height=«35» src=«ref-1_1603149448-793.coolpic» v:shapes="_x0000_i1317">.
Эквивалентный коэффициент запаса прочности:
<img width=«153» height=«50» src=«ref-1_1603150241-958.coolpic» v:shapes="_x0000_i1318">
Таблица 7 «параметры узлов валов редуктора»
Валы
Материал
№ подшипника
<img width=«24» height=«18» src=«ref-1_1603151199-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1319">,ч
<img width=«15» height=«18» src=«ref-1_1603151460-226.coolpic» v:shapes="_x0000_i1320">,ч
S
A-A
Б-Б
ведущий
18ХГТ
7206,7606
10512
13683
152
77
ведомый
Ст.45
7210А
<img width=«51» height=«18» src=«ref-1_1603151686-336.coolpic» v:shapes="_x0000_i1321">
22
4
продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по производству
Реферат по производству
Проектирование одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора для привода к шнеку-смесите
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Редоксметрия
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Устройство для измерения температуры в удаленных точках
2 Сентября 2013
Реферат по производству
Изучение приборов для измерения температуры. Термометры сопротивления. Электронный автоматическ
2 Сентября 2013