|
Курсовая работа: Расчет редуктораПроверим шпонку на срез по формуле 8.24 [1]. tср = Т / (dвала · (l – b) · b) = 533322,455 / (65 · (56 – 18) · 18) = 11,996 МПа £ [tср] Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 · [sсм] = 0,6 · 75 = 45 МПа. Все условия прочности выполнены. Соединения элементов передач с валами
8. Конструктивные размеры корпуса редуктора Толщина стенки корпуса и крышки редуктора: d = 0.025 · aw (тихоходная ступень) + 3 = 0.025 · 180 + 3 = 7,5 мм Так как должно быть d ³ 8.0 мм, принимаем d = 8.0 мм. d1 = 0.02 · aw (тихоходная ступень) + 3 = 0.02 · 180 + 3 = 6,6 мм Так как должно быть d1 ³ 8.0 мм, принимаем d1 = 8.0 мм. Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b = 1.5 · d = 1.5 · 8 = 12 мм. Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: b1 = 1.5 · d1 = 1.5 · 8 = 12 мм. Толщина нижнего пояса корпуса: без бобышки: p = 2.35 · d = 2.35 · 8 = 18,8 мм, округляя в большую сторону, получим p = 19 мм. при наличии бобышки: p1 = 1.5 · d = 1.5 · 8 = 12 мм. p2 = (2,25…2,75) · d = 2.65 · 8 = 21,2 мм., округляя в большую сторону, получим p2 = 22 мм. Толщина рёбер основания корпуса: m = (0,85…1) · d = 0.9 · 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m = 8 мм. Толщина рёбер крышки: m1 = (0,85…1) · d1 = 0.9 · 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m1 = 8 мм. Диаметр фундаментных болтов (их число ³ 4): d1 = (0,03…0,036) · aw (тихоходная ступень) + 12 = (0,03…0,036) · 180 + 12 = 17,4…18,48 мм. Принимаем d1 = 20 мм. Диаметр болтов: у подшипников: d2 = (0,7…0,75) · d1 = (0,7…0,75) · 20 = 14…15 мм. Принимаем d2 = 16 мм. соединяющих основание корпуса с крышкой: d3 = (0,5…0,6) · d1 = (0,5…0,6) · 20 = 10…12 мм. Принимаем d3 = 12 мм. Размеры, определяющие положение болтов d2 (см. рис. 10.18 [1]): e ³ (1…1,2) · d2 = (1…1.2) · 16 = 16…19,2 = 17 мм; q ³ 0,5 · d2 + d4 = 0,5 · 16 + 5 = 13 мм; где крепление крышки подшипника d4 = 5 мм. Высоту бобышки hб под болт d2 выбирают конструктивно так, чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку. Желательно у всех бобышек иметь одинаковую высоту hб. 9. Расчёт реакций в опорах 9.1 1-й валСилы, действующие на вал и углы контактов элементов передач: Fx2 = 634,16 H Fy2 = -1742,34 H Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 3 по схеме): Rx1 = (-Fx2 * L2) / (L1 + L2) = (-634,16 * 65) / (130 + 65) = -211,387 H Ry1 = (-Fy2 * L2) / (L1 + L2) = (– (-1742,34) * 65) / (130 + 65) = 580,78 H Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y: Rx3 = (-Rx1) – Fx2 = (– (-211,387)) – 634,16 = -422,773 H Ry3 = (-Ry1) – Fy2 = (-580,78) – (-1742,34) = 1161,56 H Суммарные реакции опор: R1 = (Rx12 + Ry12) 1/2 = (-211,3872 + 580,782) 1/2 = 618,053 H; R3 = (Rx32 + Ry32) 1/2 = (-422,7732 + 1161,562) 1/2 = 1236,106 H; Радиальная сила действующая на вал со стороны муфты равна (см. раздел пояснительной записки «Выбор муфт»): Fмуфт. = 528 Н. Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 3 по схеме): R1муфт. = (Fмуфт. * L3) / (L1 + L2) = (528 * 120) / (130 + 65) = 324,923 H Из условия равенства суммы сил нулю: R3муфт. = – Fмуфт. – R1 = – 528 – 324,923 = -852,923 H 9.2 2-й валСилы, действующие на вал и углы контактов элементов передач: Fx2 = 1625,715 H Fy2 = 4466,616 H Fx3 = -634,16 H Fy3 = 1742,34 H Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 4 по схеме): Rx1 = ((-Fx2 * (L2 + L3)) – Fx3 * L3) / (L1 + L2 + L3) = ((-1625,715 * (55 + 65)) – (-634,16) * 65) / (75 + 55 + 65) = -789,053 H Ry1 = ((-Fy2 * (L2 + L3)) – Fy3 * L3) / (L1 + L2 + L3) = ((-4466,616 * (55 + 65)) – 1742,34 * 65) / (75 + 55 + 65) = -3329,467 H Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y: Rx4 = (-Rx1) – Fx2 – Fx3 = (– (-789,053)) – 1625,715 – (-634,16) = -202,502 H Ry4 = (-Ry1) – Fy2 – Fy3 = (– (-3329,467)) – 4466,616 – 1742,34 = -2879,489 H Суммарные реакции опор: R1 = (Rx12 + Ry12) 1/2 = (-789,0532 + -3329,4672) 1/2 = 3421,689 H; R4 = (Rx42 + Ry42) 1/2 = (-202,5022 + -2879,4892) 1/2 = 2886,601 H; 9.3 3-й валСилы, действующие на вал и углы контактов элементов передач: Fx3 = -1625,715 H Fy3 = -4466,616 H Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 4 по схеме): Rx2 = (-Fx3 * L3) / (L2 + L3) = (– (-1625,715) * 120) / (75 + 120) = 1000,44 H Ry2 = (-Fy3 * L3) / (L2 + L3) = (– (-4466,616) * 120) / (75 + 120) = 2748,687 H Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y: Rx4 = (-Rx2) – Fx3 = (-1000,44) – (-1625,715) = 625,275 H Ry4 = (-Ry2) – Fy3 = (-2748,687) – (-4466,616) = 1717,929 H Суммарные реакции опор: R2 = (Rx22 + Ry22) 1/2 = (1000,442 + 2748,6872) 1/2 = 2925,091 H; R4 = (Rx42 + Ry42) 1/2 = (625,2752 + 1717,9292) 1/2 = 1828,182 H; Радиальная сила действующая на вал со стороны муфты равна (см. раздел пояснительной записки «Выбор муфт»): Fмуфт. = 2160 Н. Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 4 по схеме): R2муфт. = – (Fмуфт. * (L1 + L2 + L3)) / (L2 + L3) = – (2160 * (130 + 75 + 120)) / (75 + 120) = -3600 H Из условия равенства суммы сил нулю: R4муфт. = – Fмуфт. + R1 = – 2160 + 3600 = 1440 H 10. Построение эпюр моментов на валах 10.1 Расчёт моментов 1-го вала1 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм Mмуфт. = 0 Н · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (02 + 02) 1/2 + 0 = 0 H · мм 2 сечение Mx = Ry1 * L1 = 580,78 * 130 = 75501,4 H · мм My = Rx1 * L1 = (-211,387) * 130 = -27480,267 H · мм Mмуфт. = R1 · L1 = 324,923 * 130 = 42239,99 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (75501,42 + -27480,2672) 1/2 + 42239,99 = 122586,903 H · мм 3 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм Mмуфт. = R1 · (L1 + L2) = 324,923 * (130 + 65) = 63359,985 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (02 + 02) 1/2 + 63359,985 = 63359,985 H · мм 4 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм Mмуфт. = R1 · (L1 + L2 + L3) – R2 · L3 = 324,923 * (130 + 65 + 120) – 852,923 * 120 = 0 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (02 + 02) 1/2 + 0 = 0 H · мм 10.2 Расчёт моментов 2-го вала1 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 = (02 + 02) 1/2 = 0 H · мм 2 сечение Mx = Ry1 * L1 = (-3329,467) * 75 = -249710,008 H · мм My = Rx1 * L1 = (-789,053) * 75 = -59179 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 = (-249710,0082 + -591792) 1/2 = 256626,659 H · мм 3 сечение Mx = Ry1 * (L1 + L2) + Fy2 * L2 = (-3329,467) * (75 + 55) + 4466,616 * 55 = -187166,8 H · мм My = Rx1 * (L1 + L2) + Fx2 * L2 = (-789,053) * (75 + 55) + 1625,715 * 55 = -13162,608 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 = (-187166,82 + -13162,6082) 1/2 = 187629,063 H · мм 4 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 = (02 + 02) 1/2 = 0 H · мм 10.3 Расчёт моментов 3-го вала1 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм Mмуфт. = 0 Н · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (02 + 02) 1/2 + 0 = 0 H · мм 2 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм Mмуфт. = Fмуфт. · L1 = 2160 * 130 = 280800 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (02 + 02) 1/2 + 280800 = 280800 H · мм 3 сечение Mx = Ry2 * L2 = 2748,687 * 75 = 206151,508 H · мм My = Rx2 * L2 = 1000,44 * 75 = 75033 H · мм Mмуфт. = Fмуфт. · (L1 + L2) – R1 · L2 = 2160 * (130 + 75) – 3600 * 75 = 172800 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (206151,5082 + 750332) 1/2 + 172800 = 392181,848 H · мм 4 сечение Mx = 0 Н · мм My = 0 Н · мм Mмуфт. = Fмуфт. · (L1 + L2 + L3) – R1 · (L2 + L3) = 2160 * (130 + 75 + 120) – 3600 * (75 + 120) = 0 H · мм M = (Mx12 + My12) 1/2 + Mмуфт. = (02 + 02) 1/2 + 0 = 0 H · мм 11. Проверка долговечности подшипников 11.1 1-й валВыбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338–75) 308 средней серии со следующими параметрами: d = 40 мм – диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника); D = 90 мм – внешний диаметр подшипника; C = 41 кН – динамическая грузоподъёмность; Co = 22,4 кН – статическая грузоподъёмность. Радиальные нагрузки на опоры: Pr1 = R1 + R1 (муфт.) = 618,053 + 324,923 = 942,976 H; Pr2 = R2 + R2 (муфт.) = 618,053 + 852,923 = 2089,029 H. Здесь R1 (муфт.) и R2 (муфт.) – реакции опор от действия муфты. См. раздел пояснительной записки «Расчёт реакций в опорах». Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 2. Осевая сила, действующая на вал: Fa = 0 Н. Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле: Рэ = (Х · V · Pr2 + Y · Pa) · Кб · Кт, где – Pr2 = 2089,029 H – радиальная нагрузка; Pa = Fa = 0 H – осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности Кб = 1,6 (см. табл. 9.19 [1]); температурный коэффициент Кт = 1 (см. табл. 9.20 [1]). Отношение Fa / Co = 0 / 22400 = 0; этой величине (по табл. 9.18 [1]) соответствует e = 0,19. Отношение Fa / (Pr2 · V) = 0 / (2089,029 · 1) = 0 £ e; тогда по табл. 9.18 [1]: X = 1; Y = 0. Тогда: Pэ = (1 · 1 · 2089,029 + 0 · 0) · 1,6 · 1 = 1508,762 H. Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1 [1]): L = (C / Рэ) 3 = (41000 / 1508,762) 3 = 20067,319 млн. об. Расчётная долговечность, ч.: Lh = L · 106 / (60 · n1) = 20067,319 · 106 / (60 · 1465,5) = 228219,254 ч, что больше 10000 ч. (минимально допустимая долговечность подшипника), установленных ГОСТ 16162–85 (см. также стр. 220 [1]), здесь n1 = 1465,5 об/мин – частота вращения вала. 11.2 2-й валВыбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338–75) 309 средней серии со следующими параметрами: d = 45 мм – диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника); D = 100 мм – внешний диаметр подшипника; C = 52,7 кН – динамическая грузоподъёмность; Co = 30 кН – статическая грузоподъёмность. Радиальные нагрузки на опоры: Pr1 = 3421,689 H; Pr2 = 2886,601 H. Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 1. Осевая сила, действующая на вал: Fa = 0 Н. Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле: Рэ = (Х · V · Pr1 + Y · Pa) · Кб · Кт, где – Pr1 = 3421,689 H – радиальная нагрузка; Pa = Fa = 0 H – осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности Кб = 1,6 (см. табл. 9.19 [1]); температурный коэффициент Кт = 1 (см. табл. 9.20 [1]). Отношение Fa / Co = 0 / 30000 = 0; этой величине (по табл. 9.18 [1]) соответствует e = 0,19. Отношение Fa / (Pr1 · V) = 0 / (3421,689 · 1) = 0 £ e; тогда по табл. 9.18 [1]: X = 1; Y = 0. Тогда: Pэ = (1 · 1 · 3421,689 + 0 · 0) · 1,6 · 1 = 5474,702 H. Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1 [1]): L = (C / Рэ) 3 = (52700 / 5474,702) 3 = 891,97 млн. об. Расчётная долговечность, ч.: Lh = L · 106 / (60 · n2) = 891,97 · 106 / (60 · 465,238) = 31953,896 ч, что больше 10000 ч. (минимально допустимая долговечность подшипника), установленных ГОСТ 16162–85 (см. также стр. 220 [1]), здесь n2 = 465,238 об/мин – частота вращения вала. 11.3 3-й валВыбираем шарикоподшипник радиальный однорядный (по ГОСТ 8338–75) 312 средней серии со следующими параметрами: d = 60 мм – диаметр вала (внутренний посадочный диаметр подшипника); D = 130 мм – внешний диаметр подшипника; C = 81,9 кН – динамическая грузоподъёмность; Co = 48 кН – статическая грузоподъёмность. Радиальные нагрузки на опоры: Pr1 = R1 + R1 (муфт.) = 2925,091 + 3600 = 6525,091 H; Pr2 = R2 + R2 (муфт.) = 2925,091 + 1440 = 3268,182 H. Здесь R1 (муфт.) и R2 (муфт.) – реакции опор от действия муфты. См. раздел пояснительной записки «Расчёт реакций в опорах». Будем проводить расчёт долговечности подшипника по наиболее нагруженной опоре 1. Осевая сила, действующая на вал: Fa = 0 Н. Эквивалентная нагрузка вычисляется по формуле: Рэ = (Х · V · Pr1 + Y · Pa) · Кб · Кт, где – Pr1 = 6525,091 H – радиальная нагрузка; Pa = Fa = 0 H – осевая нагрузка; V = 1 (вращается внутреннее кольцо подшипника); коэффициент безопасности Кб = 1,6 (см. табл. 9.19 [1]); температурный коэффициент Кт = 1 (см. табл. 9.20 [1]). Отношение Fa / Co = 0 / 48000 = 0; этой величине (по табл. 9.18 [1]) соответствует e = 0,19. Отношение Fa / (Pr1 · V) = 0 / (6525,091 · 1) = 0 £ e; тогда по табл. 9.18 [1]: X = 1; Y = 0. Тогда: Pэ = (1 · 1 · 6525,091 + 0 · 0) · 1,6 · 1 = 10440,146 H. Расчётная долговечность, млн. об. (формула 9.1 [1]): L = (C / Рэ) 3 = (81900 / 10440,146) 3 = 482,761 млн. об. Расчётная долговечность, ч.: Lh = L · 106 / (60 · n3) = 482,761 · 106 / (60 · 186,095) = 43236,071 ч, что больше 10000 ч. (минимально допустимая долговечность подшипника), установленных ГОСТ 16162–85 (см. также стр. 220 [1]), здесь n3 = 186,095 об/мин – частота вращения вала. Подшипники
12. Уточненный расчёт валов 12.1 Расчёт 1-го валаКрутящий момент на валу Tкр. = 74920,602 H·мм. Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала: – предел прочности sb = 780 МПа; – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба s-1 = 0,43 · sb = 0,43 · 780 = 335,4 МПа; – предел выносливости стали при симметричном цикле кручения t-1 = 0,58 · s-1 = 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое. |
||
При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна. |