![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •Кинематический расчет и выбор электродвигателя.
- •Выбор материалов зубчатых колес.
- •Расчет на контактную прочность.
- •Расчет валов.
- •Расчет вала на жесткость (на примере тихоходного вала).
- •Расчет вала на статическую прочность(на примере тихоходного вала).
- •Подбор подшипников.
- •Расчет шпоночных и шлицевых соединений.
- •Подбор муфты.
- •Расчет элементов корпуса.
Расчет вала на жесткость (на примере тихоходного вала).
Максимальный прогиб вала:
у
=
=
0,0321мм
Углы
поворота:=0,005рад
≤
=0,005рад
У=
=0,0321мм
ГП:
=
=
0,00007рад ‹ 0,005рад
Е=2,15*Н /
,
=2,01*
,
=
*195*
-
=0,022мм
=
0,0007рад‹ 0,005рад
=0,016мм
У==
=0,027
мм‹0,0321мм
=1,74
рад
=
=
=
‹
=1,74
рад
Условие жесткости вала выполняется.
Расчет вала на статическую прочность(на примере тихоходного вала).
=240 Мпа ,
=
/
= 285117/0,1*
=31,28
Н /
=
/
= 194000/0,2*
=10,64
Н /
2
=
72,6 Н /
/
Условие статической прочности выполняется.
Подбор подшипников.
Расчет
подшипника на долговечность.
Кривая усталости,
полученная в результате испытаний на
усталость подшипников аппроксимируется
зависимостью.(1)
Константу (const)
определяют, приняв L=1
млн. об и обозначают
,
тогда
или
(2)
,гдеL
– долговечность подшипника, которая
определяется как срок службы подшипника
(число млн. оборотов или рабочих часов
при заданной постоянной частоте вращения)
до появления признаков контактной
усталости; P
– эквивалентная динамическая нагрузка
(H)
– это такая радиальная (для радиальных
шариковых и радиально-упорных подшипников)
или осевая (для упорных подшипников)
нагрузка, которая при приложении ее к
подшипнику с вращающимся внутренним
кольцом и неподвижным наружным
обеспечивает такой же срок службы, как
и при действительных условиях нагружения
и вращения; p
– показатель степени (p=3
– для шарикоподшипников);C
– динамическая грузоподъемность
подшипника (H)
– это такая постоянная радиальная (для
радиальных и радиально-упорных
подшипников) или осевая (для упорных
подшипников) нагрузка, которую не менее,
чем 90% из группы идентичных подшипников
с неподвижным наружным кольцом выдержат
в течение 1 млн. оборотов внутреннего
кольца без появления признаков
усталости.Если частота вращения
постоянна, то номинальную долговечность
подшипника с 90% степенью надежности
можно выразить в часах:
Рис. 1
(3)или
(4)
Однако 90%-я вероятность безотказной работы подшипников неприемлема для целого ряда отраслей техники (авиация, космонавтика, медицина и т. д.), где расчет производится на вероятность безотказной работы S=91…99%. В этом случае долговечность подшипника при S% вероятности безотказной работы Lhs определяется:
(5)
где а1 – коэффициент надежности для долговечности, отличной от Lh90. Расчетное уравнение для а1 при любой степени надежности имеет вид:
Здесь k=1,1 – для шарикоподшипников,
k=1,5 – для роликоподшипников,
или, если выразить величину s, то получим
а2 – коэффициент материала, учитывающий его структуру, чистоту и твердость;а3 – коэффициент режима смазки, учитывающий наличие или отсутствие неразрывной пленки масла между контактирующими поверхностями и толщину слоя смазки.
для шарикоподшипников (кроме сферических) а2=0,9; а3=0,9;
Более
подробно нахождение коэффициентов а2
и а3
рассматривается
в специальной
литературе.Определение
эквивалентной нагрузки на подшипник.Для
радиальных и радиально-упорных подшипников
эквивалентная нагрузка записывается:(6)
Эквивалентная осевая нагрузка для упорных подшипников
(7)
В
этих формулах:Fr
– радиальная нагрузка на опоре, равная
суммарной реакции от составляющих в
вертикальной Rв
и горизонтальной Rr
плоскостях;Fa
– осевая нагрузка, действующая на
подшипник, H;X,
Y
– коэффициенты радиальной и осевой
нагрузки (см. табл. 15).
Значения e в табл. 15. даны в зависимости от отношения Fa/C0. C0 – статистическая грузоподъемность подшипника, H.
Учитывая
сложность определения осевой нагрузки
на радиально-упорные шарикоподшипники
с углом контакта =12,
для них значение e
можно определить не только по табл. 15,
но и по следующей формуле:
V – коэффициент вращения (при вращающемся внутреннем кольце V=1; наружном кольце V=1,2);Kб – коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки, действующей на подшипник, и область применения ,КТ – температурный коэффициент, КТ=1 при температуре t105C
при t=(105…250)С.
Тип подшипника |
|
|
|
|
e | ||
X |
Y |
X |
Y | ||||
Радиальный шариковый однорядный ШПРО |
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 |
Радиально-упорный шариковый однорядный ШРУО |
12 |
0,014 0,029 0,057 0,086 0,110 0,170 0,290 0,430 0,570 |
1 |
0 |
0,45 |
1,81 1,62 1,46 1,34 1,22 1,13 1,14 1,01 1,00 |
0,30 0,34 0,37 0,41 0,45 0,48 0,52 0,54 0,54 |
|
26 36 |
-- -- |
1 1 |
0 0 |
0,41 0,37 |
0,87 0,66 |
0,68 0,95 |
РПКО |
10…18 |
-- |
1 |
0 |
0,4 |
0,4ctg |
1,5tg |
РПРС |
9…13 |
-- |
1 |
0,45ctg |
0,67 |
0,67ctg |
1,5tg |
ШПРС |
9…13 |
-- |
1 |
3,65* |
0,65 |
5,63* |
0,17 |
* Даны осредненные значения
для подшипников типа 1000, более подробно
см. в каталоге на ШПРС; эквивалентная
динамическая нагрузка
|
Таблица 15
Подбор подшипников (В1)
= 25 мм ,
=1450
об/мин
=1128,8H
,
=290,3Н
=979,4
H
подшипники( легкая серия): В =14мм D
= 47 мм
При выборе этого типа подшипника его максимально возможный ресурс:
,что недопустимо.
Выбираем
подшипники(
легкая серия): В =17мм D
= 72 м ,=14кН,
С= 20 кН Определяем эквивалентную
нагрузку на опоре:
Более нагружена опора А:
=
1 ,
По таблице
15 определяем е=0,19,
x=0,56 ; y =2,3 Определим ресурс подшипника :
⇒
=0,44
коэффициент надежности S=
0,96
Условие выполняется.
Подбор подшипников (В2)
= 35 мм
=402,77
об/мин
=1818,74
H
=2141,02
H
=290,3Н
подшипники( средняя серия): В =19мм D = 72 мм
=15кН,
С= 22 кН
Определяем эквивалентную нагрузку на опоре:
Более нагружена опора В:
=
1 ,
По
таблице 15 определяем е=0,19,
x=1 ; y =0
Определим ресурс подшипника :
⇒
=0,41
коэффициент надежности S=
0,97
Условие выполняется.
Подбор подшипников (В3)
= 45 мм
=183,1
об/мин
=2529,79
H
=8935,57
H
подшипники( средняя
серия): В =19мм D
= 72 мм не удовлетворяют,
ас
подбираем подшипники( средняя серия): В =29мм D = 120 мм
=42кН,
С= 56 кН
Определяем эквивалентную нагрузку на опоре:
Более нагружена опора В:
=
1 , x=1
; y
=0
Определим ресурс подшипника :
⇒
=0,82
коэффициент надежности S=
0,93
Условие выполняется.