Проверочный расчет подшипников
 |
Crp £ Cr; L10h ³ Lh,
где Сr – базовая динамическая грузоподъемность подшипника;
Crp – расчетная динамическая грузоподъемность
RE – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;
w - угловая скорость вращения соответствующего вала;
m = 3 – для шариковых подшипников;
Lh – требуемая долговечность подшипника;
Lh ³ 10000 ч. (ГОСТ 16162 – 85), в данном случае Lh = 12000 ч.
L10h – базовая долговечность, ч;
1. Быстроходный вал.
при 
, RE = VRrKбКТ,
где V = 1 – коэффициент вращения;
Rr = Fr = 473 H – радиальная нагрузка подшипника;
Кб = 1,25 – коэффициент безопасности;
КТ = 1 – температурный коэффициент.
Величины V, Kб, КТ выбираются из таблица 9.1 Шейнблит.
RE = 1473 Н1,251 = 591,3 Н;
подшипник 205 подходит.
2. Тихоходный вал.
RE = VRrKбКТ
Величины V, Kб, КТ те же, что и для быстроходного вала.
RE = 15392 Н1,251 = 6740 Н
; 
подшипник 308 подходит.
10. Проверочный расчет
1. Проверочный расчет шпонок:
Условие прочности: 
где Ft – окружная сила на шестерне или колесе,
Ft = 1300 H;
Aсм = (0,94h – t1)lp – площадь смятия, мм2,
lp = l – b – рабочая длина шпонки со скругленными концами,
l – полная длина шпонки,
b, h, t1 – стандартные размеры (таблица К42 Шейнблит);
[s]см – допускаемое напряжение на смятие, МПа,
[s]см = 110…190 МПа – для стальной ступицы.
шпонка 6´6´22
lp = l – b = 22 – 6 = 16 мм,
t1 = 3,5 мм
Асм = (0,946 – 3,5)16 = 34,24 мм2,
прочность обеспечена.
шпонка 10´8´36
lp = l – b = 36 – 10 = 26 мм,
t1 = 5 мм
Асм = (0,948 – 5)26 = 65,52 мм2,
прочность обеспечена
2. Проверочный расчет смежных винтов подшипниковых узлов.
Диаметр винта d = 12 мм, шаг резьбы р = 1,75, класс точности 6.8 из стали Ст 35 по ГОСТ 11738 – 84.
Максимальная реакция в вертикальной плоскости опоры подшипника RY = 236,5 Н
где Fp – расчетная сила затяжки винтов, обеспечивающая нераскрытие стыка под нагрузкой, Н:
Fp = [Kз(1 – Х) + Х]FB,
где FB = 0,5RY = 0,5236,5 = 118,25 H;
Кз = 1,5 – коэффициент затяжки при постоянной нагрузке;
Х = 0,27 – коэффициент основной нагрузки (соединение чугунных деталей);
Fp = [1,5(1 – 0,27) + 0,27]118,25 = 161,4 H.
А - площадь опасного сечения винта, мм2:
,
dp = d – 0,94p = 12 – 0,941,75 = 10,355 мм,
[s] – допускаемое напряжение при неконтролируемой затяжке, МПа:
[s] = (0,2…0,25)sт = 0,25480 = 120 МПа
sт = 6810 = 480 МПа
6.8 – класс точности
условие прочности выполнено.
3. Проверочный расчет валов.
S ³ [S] = 2,1
Суммарные реакции принимаем из пункта 8, т.к. расстояния между точками приложения реакций (lБ, lT), консольных нагрузок (lоп, lМ) изменились незначительно.
Быстроходный вал.
1. Определит напряжения в опасных сечениях вала, МПа.
а) нормальные напряжения:
Wнетто = 0,1d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит;
М – суммарный изгибающий момент, Нм (пункт 8).
сечение 2: 
сечение 3: 
б) касательные напряжения:
,
где Мк – крутящий момент;
Wrнетто = 0,2d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит.
сечение 2: 
сечение 3: 
2. Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.
Кy = 1
Ks, Kt - выбираются из таблицы 11.2 Шейнблит.
сечение 2: Кs = 1,45; Кt = 1,3; Кd = 0,77;
галтель: 
; 
;
натяг: 
; 
;
сечение 3:
галтель: Кs = 1,55; Кt = 1,4;
Кd = 0,77;
; 
;
КF = 1 – для шлифования.
сечение 2:
(Кs)D = 3,5 + 1 – 1 = 3,5
(Кt)D = 2,5 + 1 – 1 = 2,5
сечение 3:
(Кs)D = 2
(Кt)D = 1,8
3. Пределы выносливости в расчетном сечении вала, МПа:
сечение 2: 
сечение 3: 
4. Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
сечение 2: 
сечение 3: 
5. Определить общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.
сечение 2: 
сечение 3: 
Т.к. S > [S], то прочность обеспечена.
Тихоходный вал.
1. Определит напряжения в опасных сечениях вала, МПа.
а) нормальные напряжения:
Wнетто = 0,1d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит;
М – суммарный изгибающий момент, Нм (пункт 8).
сечение 2: 
сечение 3: 
б) касательные напряжения: ,
где Мк – крутящий момент;
Wrнетто = 0,2d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит.
сечение 2: 
сечение 3: 
2. Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.
Кy = 1
Ks, Kt - выбираются из таблицы 11.2 Шейнблит.
сечение 2: шпоночный паз: Кs = 2,025; Кt = 1,875; Кd = 0,73; 
;
;
натяг: 
; 
;
сечение 3: галтель: Кs = 1,75; Кt = 1,45; Кd = 0,73; 
; 
;
натяг: 
; 
;
КF = 1 – для шлифования.
сечение 2: (Кs)D = 3,76
(Кt)D = 2,63
сечение 3: (Кs)D = 3,25
(Кt)D = 2,35
3. Пределы выносливости в расчетном сечении вала, МПа:
сечение 2: 
сечение 3: 
4. Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
сечение 2: 
сечение 3: 
5. Определить общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.
сечение 2: 
сечение 3: 
Т.к. S > [S], то прочность обеспечена.
11. Масса и технический уровень редуктора
1. Определение массы редуктора:
m = jrV10-9,
где j - коэффициент заполнения. Определяется по графику 12.1 Шейнблит в зависимости от межосевого расстояния аw;
aw = 100 мм Þ j = 0,45;
r = 7300 кг/м3 – плотность чугуна;
V – условный объём редуктора:
V = LBH = 260145220 = 8,294106 мм3,
m = 0,4573008,29410610-9 = 27,2 кг.
2. Определение критерия технического уровня редуктора.
3. Качественная оценка технического уровня редуктора.
g = 0,267 > 0,2 – низкий; редуктор морально устарел.
Производство такого редуктора экономически неоправданно.
Список литературы
 |
1. Бейзельман Р. Д., Цыпкин Б. В., Перель Л. Я. Подшипники качения: Справочник. – М., 1975.
2. Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. Д. Н. Решетова. – М., 1998.
3. Дунаев Л. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин. – М., 1998.
4. Иванов М. Н. Детали машин. – М.: Высшая школа, 1998.
5. Иосилевич Г. Б., Лебедев П. А., Стреляев В. С. Прикладная механика. М.: Высшая школа, 1985.
6. Чернавский С. А., Снесарев Г. А., Козинцев Б. С. и др. Проектирование механических передач. – М., 1984.
7. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие. Изд-е 2-е, перераб. и дополн. – Калининград: Янтарь, 2002.
8. Строков В. Л. Курсовое проектирование по Прикладной механике. Методические указания и задания к курсовому проектированию. – Волжский: ВФ МЭИ (ТУ), 2001.
9. Строков В. Л. Лабораторные работы по Прикладной механике. Методические указания. Волжский: ВФ МЭИ (ТУ), 2001.
10. Строков В. Л. Расчет передач. Методические указания к практическим занятиям по Прикладной механике. – Волжский: ВФ МЭИ (ТУ), 2002.