Наносим габариты подшипников ведущего вала (миллиметровка), наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии x=10 мм от торца шестерни и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника
y1=10 мм.
При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, чторадиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересеченияч нормалей, проведенных к серединам контактных площадок [1, с 217, табл. 9.21].
Для однородных конических роликоподшипников, по формуле
[1, с 218, ф (9.11)]:
[pic] (7.1)
[pic] мм.
Размер от среднего диаметра шестерни до реакции подшипника
f1=53+16=69 мм.
Принимаем размер между реакциями подшипников ведущего вала
C1?(1,4ч2,3)·f1 =(1,4ч2,3)·69=96,6ч158,7 мм,
принимаем С1=120 мм.
Намечаем положение шкива ременной передачи и замеряем расстояние от линии реакции ближнего к ней подшипника:
[pic]мм.
Размещаем подшипники ведомого вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии х=10 мм от торца ступицы колеса и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника y2=10 мм.
Для подшипников 7211 размеры
[pic] мм.
Определяем замером размер А – от линии реакции подшипника до оси ведущего вала. Корпус редуктора выполним симметричным относительно оси ведущего вала и применим размер А/=А=106 мм.
Замером определяем расстояние f2=72 мм и
С2=(1,4ч2,3)·72=100,8ч165,6 мм,
принимаем С2=140 мм.
8. Проверка долговечности подшипников
8.1 Ведущий вал (рисунок 4)
Силы, действующие в зацеплении:
Ft=3030 H, Fr1=Fa2=1081 H, Fa1=Fr2=216 H.
Нагрузка на вал от ременной передачи Fв=1291 H.
Первый этап компоновки дал: f1=69 мм, С1=120 мм, l3=100 мм.
8.1.1 Определение нагрузок на опоры валов
Реакция опор.
В плоскости XZ
-Rx1·C1+Fв(l3+Ft ·(f1+С1)=0 (
[pic] Н,
-Rx2·C1+Fв((l3+С1)+Ft ·f1=0 (
[pic] Н,
Проверка:
Rx2–Rx1+Ft-Fв=4109,1-5848,1+3030-1291=0.
В плоскости YZ
[pic]
[pic] Н,
[pic]
Рисунок 4 – Расчетная схема ведущего вала (Н(мм)
[pic]
[pic] Н,
Проверка:
Ry2–Ry1+Fr=560,1-1641,1+1081=0.
Суммарные реакции:
[pic] Н,
[pic] Н.
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников, по формуле [1, с 216, ф (9.9)]:
S =0,83·e(Pr (8.1)
S2=0,83·e(Pr2 =0,83·0,37·4147,1=1273,6 H,
S1=0,83·e(Pr1 =0,83·0,37·6074=1865,3 H.
здесь для подшипников 7207 и 7211 параметр осевого нагружения e=0,37 (табл. 2).
Осевые нагрузки подшипников.
В этом случае S1>S2, Fa>0, [1, с 217, табл. 9.21] тогда
Pa1=S1 =1865,3 H,
Pa2=S1+Fa =1865,3+216=2081,3 H.
8.1.2 Определение долговечности опоры валов
Рассмотрим левый подшипник.
Отношение [pic], поэтому следует учитывать осевую нагрузку.
Эквивалентная нагрузка по формуле, [1, с 212, ф (9.3)]:
Pэ2=(X·V·Pr2+Y·Pa2)·K(·КТ (8.2)
где V – коэффициент, при вращении внутреннего кольца V=1;
для заданных условий X=0,4; Y=1,565; K(=КТ =1 [1, с 212, табл. 9.18-9.20];
Эквивалентная нагрузка
Рэ2=(0,4·1(4147,1+1,565·2081,3)(1(1=4916,1 Н.
Расчетная долговечность (млн.об), по формуле [1, с 211, ф (9.1)]:
[pic] (8.3)
где Р – показатель степени, для роликоподшипников Р=10/3.
[pic] млн. об.
Расчетная долговечность (ч.)
[pic] (8.4)
где n – частота вращения ведущего вала, n=250 об/мин (пункт 1.2).
[pic] часов.
Рассмотрим правый подшипник.
Отношение [pic], поэтому при подсчете эквивалентной нагрузки осевые силы не учитываются
Эквивалентная нагрузка по формуле:
Pэ1=V·Pr1·K(·КТ (8.5)
Рэ2=6074·1(1(1=6074 Н.
Расчетная долговечность (млн.об):
[pic] млн. об.
Расчетная долговечность (ч.)
[pic] часов.
8.2 Ведомый вал (рисунок 5)
Из предыдущих расчетов Ft=3030 H; Fr=216 H; Fa=1081 H.
Первый этап компоновки дал f2=72 мм; С2 =14040нок 6ал. эквивалентной нагрузки осевые силы не учитываются ь, чторадиальные реакции считают приложенными к валу в точках пер мм.
8.2.1 Определение нагрузок на опоры валов
Реакция опор.
В плоскости XZ
-Rx3·(C2+f2)+Ft ·f2=0 (
[pic] Н,
Rx4·(C1+f2)-Ft ·C2=0 (
[pic]Н,
Проверка:
Rx3+Rx4-Ft =1029,1+2000,9-3030=0.
В плоскости YZ
[pic]
[pic]
Рисунок 5 – Расчетная схема ведомого вала (Н(мм)
[pic] Н,
[pic]
[pic] Н,
Проверка:
Ry3–Ry4+Fr=946,5-1162,5+216=0.
Суммарные реакции:
[pic] Н,
[pic] Н.
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников, по формуле (8.1):
S3=0,83·0,37·1398,2=429,4 H,
S4=0,83·0,37·2314,1=710,7 H.
Осевые нагрузки подшипников.
В этом случае
S3[п].
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Материал валов – сталь 45 нормализованная; (в=570 МПа.
Пределы выносливости (-1=0,43(570=246 МПа и (-1=0,58(246=142 МПа.
11.1 Ведущий вал
У ведущего вала определяем коэффициент запаса прочности сечения в месте посадки подшипника, ближайшего к колесу (Рис. 4). В этом опасном сечении действуют максимально изгибающие моменты My и Мх и крутящий момент ТZ = ТII.
Концентрация напряжений вызвана напресовкой внутреннего кольца подшипника на вал.
Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, берм с эпюры:
Мy=209,1·103 H·мм,
Mx=67,2·103 H·мм.
Суммарный изгибающий момент:
[pic] Н(мм.
Момент сопротивления сечения:
[pic] (11.1)
[pic] Н(мм3.
Амплитуда нормальных напряжений:
[pic] (11.2)
[pic]МПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
[pic] (11.3)
где [pic] по таблице 8.7 [1, с 166].
[pic]
Полярный момент сопротивления:
[pic] (11.4)
[pic]мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic] (11.5)
[pic] МПа.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
[pic] (11.6)
где по таблице 8.7 [1, с 166]:
[pic]
коэффициент ((=0,1
[pic]
Коэффициент запаса прочности
[pic] (11.7)
[pic]
11.2 Ведомый вал
У ведомого вала определим коэффициент запаса прочности в сечении под колесом (Рис. 5). В этом опасном сечении действуют максимально изгибающие моменты My и Мх и крутящий момент ТZ = ТIII.
Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, берем с эпюры:
Мy=144,1 ·103 H·мм,
Mx=132,5·103 H·мм.
Суммарный изгибающий момент:
[pic] Н(мм.
Момент сопротивления сечения:
[pic] Н(мм3.
Амплитуда нормальных напряжений:
[pic] МПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
[pic] по таблице 8.7 [1, с 166].
[pic]
Полярный момент сопротивления:
[pic]мм3.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
[pic] МПа.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
по таблице 8.7 [1, с 166]:
[pic]
коэффициент ((=0,1
[pic]
Коэффициент запаса прочности
[pic] (11.7)
[pic]
12. Подбор муфты
Исходные данные:
Вращающий момент на ведомом валу редуктора – Т=500 Н(м;
Тип муфты – цепная;
Диаметр конца ведомого вала редуктора dВ2=50 мм.
В соответствии с кинематической схемой (Рис. 1) привода по
ГОСТ 20884–93 выбирается муфта цепная однорядная типа I для посадки цилиндрических валов, исполнения «2» на коротких концах валов. Принимается вращающий момент передаваемый муфтой Т=500 Н(м, что равно вращающему моменту на ведомом валу редуктора
Т=500 Н(м = Т2.
Диаметры посадочных отверстий в обоих полумуфтах принимаются равными d=50 мм.
Принимаем:
Муфта 500–I–50–2–УЗ ГОСТ 20884–93.
Длина посадочной части для полумуфты l=82 мм в соответствии с
ГОСТ 16162–93.
13. Выбор сорта масла
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до погружения колеса на всю длину зуба.
По табл. 10.8, [1, с 253] устанавливаем вязкость масла.
При скорости V=0,9 м/с, рекомендуемая вязкость 34(10-6 м2/с.
По табл. 10.10, [1, с 253] принимаем масло индустриальное И-40А по ГОСТ 20799–75.
Подшипники смазываем пластичной смазкой, которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняют шприцем через прессмасленки. Сорт смазки – солидол марки УС-2 (см. табл. 9.14, [1, с 203]).
14. Посадки зубчатого колеса, шкива и подшипников
Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл. 10.13 [1, с 263].
Посадка зубчатого колеса на вал [pic] по ГОСТ 25347–82.
Посадка шкива клиноременной перадачи на вал редуктора [pic].
Шейки валов под подшипник выполняем с отклонением вала k6. отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.
Остальные посадки назначаем, пользуясь данными табл. 10.13 [1].
15. Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:
- на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и подшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100° С;
в ведомый вал закладывают шпонку 16(10(56 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала;
затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают подшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок;
Регулируют тепловой зазор, подсчитанный. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
Список используемой литературы
Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для техникумов/С.А. Чернавский, Г.М., Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др. – М.: Машиностроение, 1979.
Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. – 5-е изд., перераб. И доп. – М.: Машиностроение, 1979.