Реферат: Домашнее задание №2 по курсу окп (3 курс 6 семестр)



МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Н.Э.БАУМАНА.


Домашнее задание №2
по курсу ОКП

(3 курс 6 семестр)


Расчет и проектирование валов и опор

механических передач.


Расчет и проектирование валов и опор

механических передач.

Задание:

В соответствии с вариантом задания (Таблица 8) произвести:

1. Расчёт вала;

2. Расчёт и подбор шарикоподшипников;

3. Расчёт опор с трением скольжения;

4. Провести сравнительный анализ типов опор;

5. Выполнить на листах формата А4 чертёжи вала с опорными узлами для обоих типов опор.


Список рекомендуемой литературы:

Методические указания по выполнению домашнего задания «Проектирование опор вала передач». Т.И. Виляевская, Е.В. Веселова, М.: МВТУ, 1979

Расчет подшипников качения и проектирование подшипниковых узлов.

В.И. Матвеев. М.:МВТУ, 1978,

Расчет и конструирование подшипников скольжения приборов.

Е.В. Веселова, Н.И.Нарыкова. Изд. МВТУ, 1982

Атлас конструкций опор приборов. А.Н.Котов. М.:МВТУ, 1978

Справочник «Подшипники качения». М.А.Бейзельман и др. М.:Машиностроение, 1975



^ РАСЧЁТ ВАЛА.

1. Выбрать материал вала и определить его механические характеристики (Таблица 6):

[σ], [τ], E, G.

[

2. Определить диаметр вала и его конструкцию из расчетов на прочность и жесткость.


^ РАСЧЁТЫ НА ПРОЧНОСТЬ.

Если на вал или его участок действует только крутящий момент Мк, то его диаметр можно определить из условия прочности на кручение



При одновременном действии крутящего МК и изгибающего МИ моментов расчёт можно вести через приведённый момент МПР в опасном сечении по формуле:




^ РАСЧЁТЫ НА ЖЁСТКОСТЬ.

С целью уменьшения упругого мёртвого хода в точных механизмах крутильная жёсткость валиков определяется условием



где [φ]-допустимая величина угла закручивания валика на рабочей длине (при расчёте принять [φ]=20 угловых минут).

Тогда диаметр валика на рабочем участке определяется по формуле





Для уменьшения возможных перекосов, появления люфта и заклинивания передачи необходимо провести проверку размеров валов из условия изгибной жёсткости по формуле



где : - расчетная величина прогиба валика в месте установки колеса или шкива,

- предельно допускаемая величина прогиба.

В общем случае принимают , где L – расстояние между опорами или расстояние от колеса до ближайшей опоры при консольном креплении.

По результатам расчета определить необходимые размеры и конструкцию вала.


^ РАСЧЕТ И ПОДБОР ШАРИКОПОДШИПНИКОВ.

Подшипники качения подбирают по статической или динамической грузоподъемности. Условно принято, что при n<1 об/мин расчет про­изводят по статической грузоподъемности СO, при n>1 об/мин - подшип­ники рассчитывают и подбирают по динамической грузоподъемности С. При расчетах принять:

- температура в подшипниках не превышает 60°С;

- возможные перегрузки - в соответствии с номером варианта.


^ Расчетные формулы.

Расчётная статическая грузоподъёмность определяется как

[H]

где - эквивалентная статическая нагрузка, Н,

- коэффициент надежности (выбирается в зависимости от тре­бований к лёгкости вращения в пределах = 0,5...2,5).

или

(если по расчётам )

Значения - по таблице.

Расчётная динамическая грузоподъёмность определяется как

[H],

где -долговечность в часах,

n -частота вращения, об/мин,

Р -эквивалентная динамическая нагрузка, Н.

при

при

-приведены в таблицах 1,6,7.

V=1.2 при вращающемся наружном кольце.

V=l при вращающемся внутреннем кольце.


Момент трения в шарикоподшипнике

[H∙мм];

[Н·мм];


d (мм)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

d ш

0.68

1

1.59

2

2

2.38

3

3

3.5

3.96



Пользуясь атласом ЭПУ под ред. О.Ф. Тищенко выбрать конструкцию вала с опорами. Для всех вариантов ширину колёс b принять 4 мм.


^ РАСЧЕТ ОПОР С ТРЕНИЕМ СКОЛЬЖЕНИЯ.

1.Выбрать тип и материал опор исходя из условий нагружения и эксплуатации.

2.Для выбранных материалов цапф и втулок (корпуса) определить по таблицам:

допускаемое удельное давление [р],

допускаемое значение критерия теплостойкости [pv],

допускаемое значение напряжения изгиба [σ]И.

3.Определить параметр по формуле



Обычно принимают . Если не находится в допускаемом диапазоне, то необходимо выб­рать другие материалы с другими и [р].

4.Определить диаметры цапф



Найденное значение d округляется и согласуется с расчётными диаметрами участков валика из условий прочности и жёсткости.

5.Находим длину цапфы




6.Проверяем найденные параметры цапф на соответствие критерию [pv]



Найденное значение сравнить с ранее вычисленным (п.5) и выбрать наибольшее, имея ввиду, что при этом должно выполняться условие (п.3). Если оно не выполняется, то необходимо проанализировать ре­зультаты расчетов и соответственно изменить параметры опор.

7.Определить моменты трения в левой и правой опорах и к.п.д. опор:




Таблица №1. Значения X и Y для радиальных и радиально-упорных однорядных шарикоподшипников (ГОСТ 18855-82)





«,°









е

X

Y

X

Y

0

0,014 0,028 0,056 0,084 0,110 0,170 0,280 0,420 0,560

1

0

0,56

2,30

1,99

1,71

1,55

1,45

1,31

1,15

1,04

1,00

0,19

0,22

0.26

0,28

0,30

0,34

0,38

0,42

0,44

12

0,014 0,057 0,110 0,170 0,290 0,570

1

0

0,45

1,81

1,46

1,22

1,13

1,04

1,00

0,30

0,37

0,45

0,48

0,52

0,54

18

26

36

-

-

-

1

0

0,43

0,41

0,37

1,00

0,87

0,66

0,57

0,68

0,95




Параметры радиальных однорядных шарикоподшипников типа 0000 (ГОСТ 8338—75*)




1>^ Конструктивные параметры радиально-упорных однорядных шарикоподшипников
(ГОСТ 831—75*)





Таблица №2. Параметры радиальных однорядных шарикоподшипников типа 0000 (ГОСТ 8338-75*)


Условное обозначение


Основные размеры, мм

z

С, Н

СО, Н

d

D

В

г

Dw










Сверхлёгкая серия диаметров 8

1000084

4

9

2.5

0.2

1.300

9

420

190

1000085

5

11

3

0.3

1.588

9

635

280

1000088

8

16

4

0.4

2.000

10

980

500

Сверхлёгкая серия диаметров 9

1000091

1

4

1.6

0.2

0.680

6

200

30

1000092

2

6

2.3

0.2

1.000

7

220

90

1000093

3

8

3

0.2

1.588

6

440

200

1000094

4

11

4

0.3

2.000

7

750

350

1000095

5

13

4

0.4

2.000

8

850

400

1000096

6

15

5

0.4

2.381

8

1160

570

1000097

7

17

5

0.5

3.000

7

1580

790

1000098

8

19

6

0.5

3.000

8

1750

900

1000099

9

20

6

0.5

3.500

7

2100

1070

1000900

10

22

6

0.5

3.969

7

2620

1380

Сверхлёгкая серия диаметров 8

2000154

1.5

4

1.7

0.1

0.680

7

140

39

2000083

3

7

2.5

0.3

1.300

7

450

147

2000087

7

14

4

0.3

2.000

9

1170

440

Особо лёгкая серия диаметров 1

13

3

9

3

0.3

1.588

6

440

190

17

7

19

6

0.5

3.969

6

2240

1180

18

8

22

7

0.5

3.969

7

2260

1380

100

10

26

8

0.5

4.763

7

3600

2000

Лёгкая серия диаметров 2

23

3

10

4

0.3

1.588

7

500

220

24

4

13

5

0.4

2.381

6

920

430

25

5

16

5

0.5

3.175

6

1500

760

26

6

19

6

0.5

3.969

6

2210

1180

27

7

22

7

0.5

3.969

7

2560

1380

28

8

24

7

0.5

3.969

7

2620

1380

29

9

26

8

1.0

4.763

7

3570

2000

Средняя серия диаметров 3

34

4

16

5

0.5

1.588

7

1450

740

35

5

19

6

0.5

3.969

6

2170

1180

Таблица №3. Конструктивные параметры радиально-упорных однорядных шарикоподшипников (ГОСТ 831-75)*


Условное

обозначение

Основные размеры, мм

z


d

D

В

Т

г

Dw

Тип 1006000. Серия диметров 9

1006094

4

11

4

4

0.3

2.000

6

1006095

5

13

4

4

0.4

2.000

7

1006096

6

15

5

5

0.4

2.381

8

Тип 6000. Серия диаметров 1

6017

7

19

6

6

0.5

3.969

6

6100

10

26

8

8

0.5

4.763

9

Тип 36000. Серия диаметров 1

36100

10

26

8

8

0.5

4.763

8

Тип 46000. Серия диаметров 1

46100Ю

10

26

8

8

0.5

4.763

8

Тип 6000. Серия диаметров 2

6023

3

10

4

4

0.3

1.588

7

6025

5

16

5

5

0.5

3.175

8

6026

6

19

6

6

0.5

3.969

6

6027

7

22

7

7

0.5

4.763

7

6028К

8

24

7

7

0.5

4.763

8


*Грузоподъёмность радиально-упорных однорядных шарикоподшипников такая же, как радиальных однорядных соответствующей серии и диаметра.


Таблица №4. Характеристики материалов опор скольжения.


Материалы трущихся поверхностей

Коэффициент трения f

[p] МПа

[pv]

МПа м/с

Сталь-бронза ОЦС

со смазкой 0,05

5 - 10

10-12

Сталь-бронза ОФ

со смазкой 0.05

10-15

до 20

Сталь-бронза СЭО

без смазки 0.1-0.2

20-25

25 до 30

Сталь-бронза АЖ, АЖС

без смазки 0.1-0.2

15-25

до 20

Сталь закалённая -чугун

со смазкой 0.06

до 10

-

Сталь закалённая -Сталь закалённая

со смазкой 0.08

15

-

Сталь-текстолит

без смазки 0.25

20-25

25

Сталь-полиамид

0.15-0.21

10-15

15

Сталь-металлокерамика

без смазки 0.4

4-5

0.7




со смазкой 0.1

4-5

0.7

Сталь- латунь ЛС59-1

без смазки 0.14

10-12

10




со смазкой 0.02

10-12

10

Сталь - ситалл

0.1-0.12

-

-

Сталь-агат

0.13

-

-

Сталь - корунд

0.15

-

-

Сталь-рубин

0.14

-

-


Таблица №5. Материалы для осей, валов и опор скольжения.


Материал

ГОСТ

Прим.

Твердость

Е
















НВ



МПа

МПа

МПа

Ст. 45

1050-74

валы

360

2.1

490

338

550

Ст.20Х

Ст.40Х

4543-71

валы,

цапфы

380

2.1

860

380

400

650

БРОФ10-1 БРАЖ9-4

5017-74 1628-72

втулки

90-120 110

1.0

1.0

250

490

35

180




ЛС59-1

1711-72

втулки

140

0.93

650

150




Корунд

Агат




втулки

1860-2750 900-1000

3.4-3.8 0.78-0.88

187.5







Текстолит ПТК

5-72

втулки

34

5.0

90

20




Фторопласт-4

1107-52

втулки

3-4

0.46-0.83

24.5







Полиамидная смола П- 68

1598-73

втулки

14-15

0.023

55

15






Таблица №6. Значения коэффициента безопасности Кб.


Характер нагрузки на подшипник

Значение Кб

Спокойная без толчков

1,0

Легкие толчки. Кратковременные перегрузки до 125% от расчетной нагрузки (например, узлы механизмов систем управления, работающие при вибрации)

1,0-1,2

Умеренные толчки. Вибрационная нагрузка. Кратковременная перегрузка до 150% от расчетной нагрузки (например, редукторы общего назначения)

1,3-1,5

Значительные толчки и вибрации. Кратковременная перегрузка до 200%

1,8-2,5



Таблица №7. Значения температурного коэффициента Кт.


Рабочая температура подшипника, С0

125

150

175

200

225

250

Значение Кт

1,05

1,10

1,15

1,25

1,35

1,40



Таблица 8. Варианты домашнего задания.



вар.



Схема вала



Крутящий момент Мкр

Н∙мм



Точка приложения нагрузки на колесе



Вариант нагружения колеса



Усилие на 1 колесе

Усилие на 2 колесе

Lh

часы



d1 мм



d2

мм



Частота вращения

об/мин



а мм



c

мм



е мм



Ударные и вибр. нагрузки

%



F

Н



FR

Н



FA Н



F

Н



FR

Н



FA Н



1

2

1

2

1

2

3

4

5

1

1

1

1

2

800

800

800

800

1000

1

2

3

4

1

-

-

-

-

-

а

а

а

а

б

-

-

-

-

-

40 40

40

40

50

16

16

16

16

25

10

10

10

10 15

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5000 10000 1000

1000

10000

40

40

40

40

40

-

-

-

-

-

800

800

800

800

1000

60

60

60

50 60

30

40

25

25

30

-

-

-

-

-

125

110

140

135

100

6

7

8

9

10

2

2

2

3

3

1000

800

1000

500

800

2

3

4

1

1

-

-

-

-

-

в

г

а

а

б

-

-

-

-

-

50

50 40 20 40

25

25 16

5

5

15

15 10

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

5000 1000 5000

5000

5000

40 32 50

50 40

-

-

-

-

-

1000

500

1000

1000

10000

60

60 70

40 60

30

30

35

20

30

-

-

-

-

-

125

140

120

160

125

11

12

13

14

15

3

3

4

4

4

400

600

800

1000

1000

1

1

1

2

3

-

-

-

-

-

в

г

г

в

б

-

-

-

-

-

40 15 40 50

50

4

4

16 25

25

-

14 10 15

15

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

10000 5000 10000 5000

5000

20 80 40

40

40

-

-

-

-

-

10000

5000

500

5000

800

60 50

50

40 50

30

20

25

25

25

-

-

-

-

-

100

150

140

135

160

16

17

18

19

20

4

5

5

5

5

800

800

800

800

1000

4

1

2

3

4

-

2

3

1

2

а

а

б

г

б

-

а

в

а

б

40

40

40

40

40

16

16

16

16 20

10

20

-

-

10

-

20

20

20 10

-

20

10

16

10

-

-

-

-

5

5000

5000 10000 5000

5000

40

40

40

40 50

-

80

80

80

200

1000

1000

10000

5000

5000

60

60

50

50

50

30

15

20

20

20

-

15

20

20

20

170

180

120

130

110

21

22

23

24

25

5

5

5

2

2

1000

1000

1000

1200

1200


2

3

4

1

3

2

3

1

-

-

а

а

г

в

а

а

в

а

-

-

40

40 50 25

40

20 16 10

5

10

-

10

5

5

4

20

20

20

-

-

10

10

5

-

-

-

-

-

-

-

5000 10000 5000 1000

1000

50

50 40 96 60

100

100

100

-

-

1000

100

500

100

2000

60 50 50

40 60

15

20

20

15

30

15

20

20

-

-

125

160

175

200

150









еще рефераты
Еще работы по разное