 |
Разработка чертежа общего вида редуктора
|
|
|
|
Чертеж общего вида редуктора устанавливает положение колес редукторной пары, элемента открытой передачи и муфты относительно опор (подшипников); определяет расстояние lБ и lТ между точками приложения реакций подшипников быстроходного и тихоходного валов, а также точки приложения силы давления элемента открытой передачи и муфты на расстоянии lоп и lм от реакции смежного подшипника.
Работу выполняем в соответствии с требованиями ЕСКД на бумаге формата А1 в масштабе 1:1.
Составляем табличный ответ к главе 7:
Таблица 7.1 Материал валов. Размеры ступеней. Подшипники
| Вал сталь 45 | Размеры ступеней, мм | Подшипники | ||||||
| d1 | d2 | d3 | d4 | Типо- размер | d×D×B, мм | Динами-ческая грузоподъ-емность Сr, кН | Статичес-кая грузопо-дъёмность Сr0, кН | |
| l1 | l2 | l3 | l4 | |||||
| Быстро-ходный | 30×62×16 | 19,5 | 10,0 | |||||
| Тихо-ходный | 30×62×21.5 | 29.8 | 22.3 | |||||
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ВАЛОВ РЕДУКТОРА
В пояснительной записке задачу выполняем на бумаге формата A3 отдельно для быстроходного и тихоходного валов и будет содержать:
а) в левой части формата: расчетную схему вала; координатные оси для ориентации схемы; эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях; эпюры крутящих моментов; схему нагружения подшипников вала;
б) в правой части формата: исходные данные для расчета; определение реакций и изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях; определение суммарных радиальных реакций и суммарных изгибающих моментов; таблицу полученных результатов; основную надпись.
Задачу разрабатываем в два этапа: 1-й этап — определение суммарных реакций в опорах предварительно выбранных подшипников для их проверочного расчета и выявления пригодности. 2-й этап — определение суммарных реакций в опорах окончательно принятых подшипников, определение изгибающих и крутящих моментов, построение их эпюр для проверочного расчета валов.
|
|
|
Расчетные схемы и эпюры сил и моментов приведены в приложениях.
ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ
Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности Сrр, Н, с базовой Сr, Н, или базовой долговечности L10h, ч (L10, млн. оборотов), с требуемой Lh, ч, по условиям:
Сrр 
Сr или L1Oh 
Lh.
Базовая динамическая грузоподъемность подшипника Сr представляет собой постоянную радиальную нагрузку, которую подшипник может воспринять при базовой долговечности L10h, составляющей 106 оборотов внутреннего кольца.
Требуемая долговечность подшипника Lh предусмотрена ГОСТ 16162 – 85 и составляет для зубчатых редукторов Lh 10000 ч.
Расчетная динамическая грузоподъемность Crp, H, и базовая долговечность L10h, ч, определяются по формулам:
где 
— эквивалентная динамическая нагрузка, Н;
т — показатель степени: m = 3 — для шариковых подшипников, т = 3,33 — для роликовых подшипников;
— коэффициент надежности. При безотказной работе подшипников 
=90%, = 1;
— коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и качества его эксплуатации; при обычных условиях работы подшипника
= 0,7...0,8 —для шариковых подшипников;
= 0,6...0,7 — для роликовых конических подшипников.
п — частота вращения внутреннего кольца подшипника соответствующего
вала, об/мин.
Быстроходный вал
Проверяем пригодность подшипника 206 быстроходного вала цилиндрического одноступенчатого косозубого редуктора, работающего c умеренными толчками. Угловая скорость вала 
= 150 1/с. Осевая сила в зацеплении Fа = 282 Н. Реакции в подшипниках R1=1682 Н; R2 = 1451 Н. Характеристика подшипника: Сr = 19500 Н; Сor =10000 Н; Х=0,56; V=1; Кб=1,3; Кт=1; 
Требуемая долговечность подшипника Lh=20000 ч. Подшипники установлены по схеме враспор.
|
|
|
Определяем отношение 
= 
=0.361, где Ra = Fa;
Определяем отношение 
= 
= 0.028; Отсюда находим значения коэффициентов е и Y:
e = 0.22; Y = 1.99;
По отношению 
=0.36 > е =0.22 выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку 
:
(0.56×1×781+1.99×282)×1.3×1=1954 Н;
Рассчитаем динамическую грузоподъемность Crp и долговечность L10h,
подшипника:
В результате проверочных расчетов не выдержано условие Сrр Сr., то предварительно выбранный подшипник в задаче 7 для быстроходного вала не пригоден для конструирования подшипникового узла.
Рассмотрим другой вариант обеспечения грузоподъемности – применим роликовый конический подшипник 7206, соответствующий первоначальным диаметрам посадочных мест d2= d4 = 30 мм. Характеристика подшипника: Сr =29800 Н; Сor =22300 Н; е = 0,36; Y= 1,60; X = 0,4.
Определяем составляющие радиальных реакций:
Rs1= 0,83eRr1 = 0,83×0,36×1682 = 503 Н;
Rs2= 0,83eRr2 = 0,83×0,36×3173 = 434 H;
Oпределяем осевые нагрузки подшипников:
Так как Rsl>Rs2, то Rаl = Rsl = 503 Н;
Rа2 = Rsl + Fа = 503+282 = 785 Н.
Определяем отношения:
= 
= 0.299; 
= 
=0.541;
По соотношениям 
< е и > е выбираем соответствующие формулы для определения RE:
1×1682×1,3×1= 2187 Н;
(0.4×1×1451+1.65×785)×1.3×1= 2438 Н;
Определяем динамическую грузоподъемность по большей эквивалентной нагрузке RE2:
Определяем долговечность подшипника:
В результате проверочных расчетов выдержаны условия Сrр Сr 25400 < 29800 и L10h Lh 34040 ч. > 20000 ч. Такое соотношение расчетной Сrр и базовой Сr динамических грузоподъемностей вполне приемлемо. К тому же размеры d 
D T(B) подшипника 7206 схожи с размерами предварительно принятого – 209:
30 62 17,5 против 30 62 16 мм.
Таким образом, из проверочного расчета предварительно принятого подшипника 206 пригодным примем подшипник 7206.
Тихоходный вал
Проверяем пригодность подшипника 7206 тихоходного вала цилиндрического одноступенчатого косозубого редуктора, работающего c умеренными толчками. Угловая скорость вала = 37,5 1/с. Частота вращения n =357,5 об/мин. Осевая сила в зацеплении Fа = 282 Н. Реакции в подшипниках R1=3943 Н; R2 = 3036 Н. Характеристика подшипника: Сr = 29800 Н; Сor =22300 Н; е = 0,36; Y =1.65; Х=0,4; V=1; Кб=1,3; Кт=1; a1 = 1; a23 = 0,7. Требуемая долговечность подшипника Lh=20000ч. Подшипники установлены по схеме враспор.
|
|
|
Определяем составляющие радиальных реакций:
Rs1= 0,83eRr1 = 0,83×0,36×3943 = 1178 Н;
Rs2= 0,83eRr2 = 0,83×0,36×3036 = 907 H;
Oпределяем осевые нагрузки подшипников:
Так как Rsl>Rs2, то Rаl = Rsl = 1178 Н;
Rа2 = Rsl + Fа = 1178+282 = 1460 Н.
Определяем отношения:
= 
=0.327; = 
=0.481;
По соотношениям < е и > е выбираем соответствующие формулы для определения RE:
1×3943×1,3×1=5126 Н;
(0.4×1×3036+1.65×1460)×1.3×1=4710 Н;
Определяем динамическую грузоподъемность по большей эквивалентной нагрузке RE1:
В результате проверочных расчетов не выдержано условие Сrр Сr., то предварительно выбранный подшипник в задаче 7 для тихоходного вала не пригоден для конструирования подшипникового узла.
Рассмотрим другой вариант обеспечения грузоподъемности – применим роликовый конический подшипник 7506, соответствующий первоначальным диаметрам посадочных мест d2= d4 = 30 мм. Характеристика подшипника: Сr =36000 Н; Сor =27000 Н; е = 0,365; Y= 1,645; X = 0,4.
Определяем составляющие радиальных реакций:
Rs1= 0,83eRr1 = 0,83×0,365×3943 = 1195 Н;
Rs2= 0,83eRr2 = 0,83×0,365×3036 = 920 H;
Oпределяем осевые нагрузки подшипников:
Так как Rsl>Rs2, то Rаl = Rsl = 1195 Н;
Rа2 = Rsl + Fа = 1195+282 = 1477 Н.
Определяем отношения:
= 
= 0.331; = 
=0.486;
По соотношениям < е и > е выбираем соответствующие формулы для определения RE:
1×3943×1,3×1= 5126 Н;
(0.4×1×3036+1.645×1477)×1.3×1= 4737 Н;
Определяем динамическую грузоподъемность по большей эквивалентной нагрузке RE1:
Определяем долговечность подшипника:
В результате проверочных расчетов выдержаны условия Сrр Сr 35220 < 36000 и L10h Lh 21510 ч. > 20000 ч. Такое соотношение расчетной Сrр и базовой Сr динамических грузоподъемностей приемлемо. К тому же размеры d D T(B) подшипника 7506 схожи с размерами предварительно принятого – 209: 30 62 17,5 против 30 62 21,5 мм.
Таким образом, из проверочного расчета предварительно принятого подшипника 7206 пригодным примем подшипник 7506.
|
|
|
