SГ=0,83·е·[pic]0,83·0,37·4297=1320 Н
е) Общие осевые нагрузки [pic] на опоры.
В выбранной конструкции узла промежуточного вала подшипники установлены
"враспор", а сила FaS направлена влево, что соответствует схеме установки
"а" по таблице 9.2. При этом опора 1 соответствует В, а опора 2 обозначена
Г.
Условие нагружения FaS + SГ= 1775 + 1320 > SB=425 H, т.е. I случай
нагружения
[pic]SГ + FaS = 1320+1775=3096 H
[pic]SГ = 1320 H
9.6.2.2. При вращении входного вала по часовой стрелке. (рис. 9.5,б)
а) В плоскости XOZ
SМВZ = 0; [pic]
[pic][pic]4798 Н
SМГZ = 0; [pic]
[pic][pic]2422 Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 4798-911-6309+2422=0
Реакции найдены правильно.
б) В плоскости ХOY
SМВY = 0; [pic]
[pic][pic]2993 Н
SМГY = 0; [pic]
[pic][pic]1959 Н
Проверка SFY = 0; [pic] 1959-2503+2449-
2993=0
Реакции найдены правильно.
в) Результирующие радиальные реакции в опорах
[pic][pic][pic]3115 Н
[pic][pic][pic]5655 Н
г) Суммарная внешняя осевая нагрузка.
FaS=Fa1 I I - Fa2I =2341-565=1776 H
д) Осевые составляющие Si от радиальных нагрузок конических
роликоподшипниках № 7207. По таблице П7 [3] е=0,37
SВ=0,83·е·[pic]0,83·0,37·3115=957 Н
SГ=0,83·е·[pic]0,83·0,37·5655=1736 Н
е) Общие осевые нагрузки [pic] на опоры.
Подшипники установлены "враспор", а сила FaS направлена влево, что
соответствует схеме установки "г" по таблице 9.1. При этом опора 1
соответствует В, а опора 2 обозначена Г.
Условие нагружения FaS + SВ= 1776 + 957 > SГ=1736 H, т.е. III случай
нагружения
[pic]SВ + FaS = 957+1776=2733 H
[pic]SВ = 957 H
9.6.3. Построение эпюр изгибающих моментов (рис 9.4.).
9.6.3.1. При вращении входного вала против часовой стрелки (рис 9.5,а).
а) Плоскость ХOZ
Сечения В и Г – МВY=0; МГY=0
Сечение IV слева – MIVY =[pic]1159·55·10-3=63,7 Н·м
Сечение IV справа – MIVY =[pic]1159·55·10-3-565[pic]10-3=20,8 Н·м
Сечение V – MVY =[pic]4239·44·10-3=186,5 Н·м
б) Плоскость ХОY
Сечения В и Г – МВZ=0; МГY=0
Сечение IV – MIVZ =[pic]755·55·10-3=41,5 Н·м
Сечение V справа – MVZ =[pic]701·44·10-3=30,8 Н·м
Сечение V слева – MVZ =[pic]701·44·10-3+2341[pic]10-3=98,3 Н·м
в) Максимальные изгибающие моменты в сечениях IV и V
MIV=[pic]76 Н·м
MV=[pic]210,8 Н·м
9.6.3.2. При вращении входного вала по часовой стрелки (рис 9.5,б).
а) Плоскость ХOZ
Сечения В и Г – МВY=0; МГY=0
Сечение IV слева – MIVY =[pic]2422·55·10-3=133,2 Н·м
Сечение IV справа – MIVY =[pic]2422·55·10-3-565[pic]10-3=90,3 Н·м
Сечение V – MVY =[pic]4798·44·10-3=211,1 Н·м
б) Плоскость ХОY
Сечения В и Г – МВZ=0; МГZ=0
Сечение IV – MIVZ =[pic]1959·55·10-3=107,7 Н·м
Сечение V справа – MVZ =[pic]2993·44·10-3=131,7 Н·м
Сечение V слева – MVZ =[pic]2993·44·10-3+2341[pic]10-3=64,3 Н·м
в) Максимальные изгибающие моменты в сечениях IV и V
[pic]=[pic]171,3 Н·м
[pic]=[pic]248,8 Н·м
9.7. Расчет подшипников быстроходного вала.
9.7.1. Эквивалентная радиальная нагрузка.
[pic]RE=(X·V·Rr+Y·Ra)·KБ·KT
V=1,0; KT=1; Kб=1,8 (смотри раздел 9.4.1. расчета)
а) При вращении входного вала против часовой стрелки.
Для опоры В
Так как [pic]2,24 > e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=0,4, а по таблице
П7 [3] у=1,62
[pic](0,4·1·1383+1,62·3096)·1,8·1=10024 Н
Для опоры Г
Так как [pic]0,31 < e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=1, а у=0
[pic]1·1·4297·1,8·1=7735 Н
9.4.1.2. При вращении входного вала по часовой стрелке.
Для опоры В
Так как [pic]0,31 < e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=1, а у=0
[pic]1·1·3115·1,8·1=5607 Н
Для опоры Г
Так как [pic]0,48 > e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=0,4, а по таблице
П7 [3] у=1,62
[pic](0,4·1·5655+1,62·2733)·1,8·1=12041 Н
9.7.2. Эквивалентная нагрузка с учетом переменного режима работы.
Подшипники в опорах В и Г промежуточного вала одинаковы. Поэтому расчет
ведется для наиболее нагруженного подшипника.
Для частореверсивного привода с одинаковым характером нагружения при
вращении валов в обе стороны для расчета Р можно использовать зависимость.
[pic]
где [pic] – коэффициент относительной нагрузки i опоры при вращении
валов в разные стороны.
У нас наиболее нагруженной является опора Г: [pic]Н; [pic]Н.
Тогда [pic][pic]0,64
РГ[pic]7190 Н
9.4.3. Расчетная долговечность подшипников.
[pic], часов
Роликоподшипник №7207 с=38500 Н и Р=[pic]
частота вращения подшипника n2=150 мин-1
Для частореверсивного привода с наиболее нагруженными подшипником опоры
Г (РГ=7190 Н)
[pic][pic]29850 часов > t=3000 часов
9.8. Проверочный расчет промежуточного вала на прочность.
Для промежуточного вала выполненного за одно с шестерней, то есть в
виде вал шестерни (рисунок 7.12 [6]), достаточно провести расчет только
сечения IV (рисунок 9.5.) под зубчатым колесом.
9.8.1. Материал вала и предельные напряжения.
Материал промежуточного вала, выполненного в виде вала шестерни,
соответствует материалу шестерни 40ХН. Термообработка – улучшение. По
таблице П2 [6] твердость 248…293 НВ, а временное сопротивление ?в=880 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба для легированной
стали.
?-1=0,35·?в+100 = 0,34·880+100= 408 МПа
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений.
?-1= 0,58·?-1=0,58·408=237 МПа
9.8.2. Сечение IV. В этим сечении вала (рисунок 9.5.) при частом
реверсировании действует суммарной изгибающий момент [pic]=171,3 Нм и
вращающий момент Т2=190,2Нм. Концентрация напряжений обусловлена наличием
шпоночного паза. Размеры сечения вала (рисунок 9.7.) приведены с
использованием таблицы 9.8. [3].
а) Полярный момент сопротивления
[pic]
[pic]мм3
б) Момент сопротивления изгибу
[pic]
[pic]мм3
в) Амплитуды и максимальные касательные напряжения при частом
реверсировании (симметричный цикл).
?а= ?мах=[pic]=[pic]МПа; ?m=0
г) Амплитуда цикла нормальных напряжений изгиба
?а=[pic][pic]31,96 МПа
д) Средние нормальные могут возникнуть от осевой силы. Так как в
принятых конструктивных исполнениях сила Fa не действует в сечении IV-VI,
а передается ступицей червячного колеса над сечением, то – ?м=[pic]0, где
АIV – площадь вала в сечении IV-VI.
е) Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям.
[pic]=[pic]
где К? – эффективный коэффициент концентрации напряжений;
?? – масштабный фактор для нормальных напряжений;
? – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности (при Rа=
0,4…3,2 мкм принимают ?=0,97…0,9);
?? – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений;
К? = 1,9 – для сечения вала с одной шпоночной канавкой при ?в=880 МПа
(по таблице 8.5. [3]);
?? = 0,73 – для легированной стали при d=40 мм по таблице 8.8. [3];
? = 0,96 – при шероховатости поверхности Rа= 0,8…мкм;
?? = 0,15 – для легированной стали странице 300 [5].
ж) Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
[pic]=[pic]
где К?, ??, ?? – Коэффициенты, учитывающий влияние на касательные
напряжения аналогичных факторов, что и для нормальных напряжений.
К? = 1,9 – для сечения вала с одной шпоночной канавкой при ?в=880 МПа
(по таблице 8.5. [3]);
?? = 0,75 – для легированной стали;
? = 0,96 – при шероховатости поверхности Rа= 0,8…мкм;
?? = 0,1 – для легированной стали странице 300 [5].
з) Результирующий коэффициент запаса прочности.
[pic][pic]3,53 > [S] = 2
При невыполнении условия прочности для вал-шестерни увеличивают
диаметры рассматриваемых сечений. При невыполнении условия прочности для
вала из стали 45, которая задается в предварительных расчетах, назначают
новую более качественную легированную сталь или увеличивают диаметры.
9.9. Реакции опор и вращающие и изгибающие моменты тихоходного вала.
В разработанной конструкции редуктора (рисунок 7.12 [6]) тихоходный вал
опирается на два радиальных шарикоподшипника, установленных "враспор". При
этом расчетные точки Д и С принимаются в середине подшипников, как
показано на конструктивных схемах, приведенных в верхней части рисунков
9.8. а и б. Эти рисунки соответствуют вращению входного вала против
часовой стрелке и по часовой стрелке. Требуемые расчетные расстояния l7 =
146 мм; l8=54 мм берутся из эскизного проекта редуктора, а расстояние
l9=85 мм с учетом расположения звездочки цепной передачи и муфты
предельного момента на тихоходном валу. Рекомендации по выбору l9 даны во
II части [6].
9.9.1. Составляющие силы от цепной передачи на вал (рисунок 9.3.).
а) Вертикальная составляющая
Fцz = Fц·sin? =6181,8·sin 30° = 3091 H
б) Горизонтальная составляющая
Fцy = Fц·cos? =6181,8·cos 30° = 535 H
9.9.2. Реакции опор от сил в зацеплении колес и от цепной передачи.
9.6.2.1. При вращении входного вала против часовой стрелке.
а) В плоскости ХOY
SМДY = 0; [pic]
[pic][pic]10485Н
SМСY = 0; [pic]
[pic][pic]2682 Н
Проверка SFY = 0; [pic] 2682+2449-10485+5354=0
Реакции найдены правильно.
б) В плоскости XOZ
SМСZ = 0; [pic]
[pic][pic]201 Н
SМДZ = 0; [pic]
[pic][pic]3017 Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 3017-6309+201+3091=0
Реакции найдены правильно.
в) Результирующие радиальные реакции в опорах
[pic][pic][pic]4037 Н
[pic][pic][pic]10487 Н
г) Суммарная внешняя осевая сила действует в направлении опоры С, а
подшипники установлены "враспор".
FaS= Fa1 II = 2341 H
9.6.2.2. При вращении входного вала по часовой стрелке (рисунок 9.6,б).
а) В плоскости ХOY
SМДY = 0; [pic]
[pic][pic]8350Н
SМСY = 0; [pic]
[pic][pic]547 Н
Проверка SFY = 0; [pic] 547+2449–8350+5354=0
Реакции найдены правильно.
б) В плоскости XOZ
SМСZ = 0; [pic]
[pic][pic]9010 Н
SМДZ = 0; [pic]
[pic][pic]390 Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 390–6309+9010–3091=0
Реакции найдены правильно.
в) Результирующие радиальные реакции в опорах
[pic][pic][pic]672 Н
[pic][pic][pic]12284 Н
г) Суммарная внешняя осевая сила действует в направлении опоры Д, а
подшипники вала установлены "враспор".
FaS= Fa1 II =[pic] 2341 H
Страницы: 1, 2, 3, 4
|