Проверка долговечности подшипника.

Ведущий вал.. Н , Н , Н , мм

Определяем реакции опор:

в горизонтальной плоскости xz

Н;

В вертикальной плоскости уz

H;

;

H.

Проверка:

Суммарные реакции

Н;

Н.

Подбираем подшипники по более нагружённой опоре.

Намечаем радиальные шариковые подшипники

Рис. 8.1 Расчетная схема ведущего вала

Эквивалентная нагрузка

,

в которой радиальная нагрузка Н; осевая нагрузка Н; (вращается внутреннее кольцо); коэффициент безопасности ; .

Отношение ; этой величине соответствует .

Отношение ; и .

Н.

Расчётная долговечность, млн. об.

млн,об

Расчётная долговечность, ч

ч

Что больше установленных .

Ведомый вал несет такие же нагрузки, как и ведущий

Н , Н , Н .

Нагрузка на вал от цепной передачи Н

Составляющие этой нагрузки Н.

мм и мм. Реакции опор в плоскости xz

;

H;

Рис. 8.2 Расчетная схема ведомого вала

;

H.

Проверка:

;

В плоскости yz

;

Н;

;

Н.

Проверка:

Суммарные реакции

Н;

Н.

Выбираем подшипники по более нагруженной опоре.

Шариковые радиальные подшипники

Отношение ; этой величине соответствует

Отношение ; и .

Поэтому Н. (Принимаем , т.к. цепная передача усиливает неравномерность нагружения)

Расчётная долговечность, млн. об.

млн об

Расчётная долговечность

ч

Здесь об/мин — частота вращения ведомого вала..

Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок — по ГОСТ 23360—78.

Материал шпонок — сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице МПа, при чугунной МПа.

Ведущий вал: мм; мм; мм; длина шпонки мм (при длине ступицы полумуфты МУВП мм,; момент на ведущем валу Нмм;

МПа

(материал полумуфт МУВП — чугун марки СЧ 20).

Ведомый вал.

Из двух шпонок — под зубчатым колесом и под звездоч­кой — более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки).

Проверяем шпонку под звездочкой: мм; мм; мм; длина шпонки мм (при длине ступицы звездоч­ки мм); момент Н·мм;

МПа

Условие выполнено.

Уточненный расчет валов.

Принимаем что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения по нулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности для опасных сечений и сравнения их с допускаемыми значениями

Прочность соблюдена при

Проведем расчет для опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал.

Материал – сталь 45 термическая обработка- улучшение. Шестерня выполнена заодно с валом, диаметр заготовки до 90 мм, следовательно среднее значение МПа

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба.

МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений.

МПа

Сечение А - А при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение

Концентрация напряжения вызывает наличие шпоночного паза.

Коэффициент запаса прочности

,

где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

При мм; мм; мм

мм³

МПа

Принимаем ; ; Табличные значения

.

Принимаем длину посадочного места под муфту равной длине полумуфты мм, получаем изгибающий момент в сечении А - А от консольной нагрузки.

Н·мм

Коэффициент запаса прочности под нормальным напряжениям

;

где МПа

Результирующий коэффициент запаса прочности

Ведомый вал

Материал вала — сталь 45 нормализованная; МПа

Пределы выносливости МПа и МПа

Сечение А-А Диаметр вала в этом сечении мм.

Концентрация напряжения обусловлена наличием шпоночной канавки:

и ;

масштабные факторы ; ;

коэффициенты ;

Крутящий момент Н·мм

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

Н·мм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости

Н·мм

Суммарный изгибающий момент в сечении А — А

Н·мм

Момент сопротивления кручению ( мм; ; мм)

мм³

Момент сопротивления изгибу

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа; среднее напряжение

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А — А

Сечение К—К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с

гарантированным напрягом.; и ; принимаем и .

Изгибающий момент

Н·мм.

Осевой момент сопротивления

мм³

Амплитуда нормальных напряжений

МПа; .

Полярный момент сопротивления

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К — К

.

Сечение Л—Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от мм к :

при и коэффициенты концентрации напряжений и ; Масштабные факторы ; .

Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К— К.

Осевой момент сопротивления сечения

мм³

Амплитуда нормальных напряжений

МПа; .

Полярный момент сопротивления

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

.

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л — Л

.

Сечение Б—Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:

коэффициенты концентрации напряжений и ; Масштабные факторы ; .

Изгибающий момент (положим мм)

Н·мм.

Момент сопротивления сечения нетто при мм и мм

мм³

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа;

Момент сопротивления кручению сечения нетто

мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

..

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б — Б

Результаты проверки в таблице:

Во всех случаях

10. Сборка и смазка редуктора

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, за- ливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружения колеса примерно на мм.

Объем масленой ванны определяем из расчета дм³ масла на кВт передаваемой мощности

дм³

При контактных напряжениях и скорости м/с, рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна м²/с.

Принимаем масло индустриальное (по ГОСТ 20799-75*).

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом. УТ-1, периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки.

Сборка редуктора: перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: на ведущий вал насаживают мази- удерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до ;

В ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала, затем надевают распорную втулку и мазеудерживающие кольца, и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком.

Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов: затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для редуктора, с целью регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом.

Проверяют проворачиванием валом отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки), и закрепляют крышки винтами.

На конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают звездочку и закрепляют ее. Торцевым креплением; винт торцевого крепления стопорят специальной планкой.