где С – динамическая грузоподъемность, кН; С=32 кН; определена
по таблице 2.1;
Рэ – эквивалентная нагрузка, Н, Рэ = 4551,2 Н; определена
по формуле (2.94).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.94) получено:
млн.об.
Расчетная долговечность, Lh,ч определяется по формуле (2.95):
, (2.95)
где L – расчетная долговечность, млн.об.; определена по формуле (2.94);
– количество оборотов на валу электродвигателя, об/мин; равно n1 = nэл; определяется по формуле (2.18).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.95) получено:
ч.
Подбираются подшипники по более нагруженной опоре. Намечаются радиальные шариковые подшипники 213 с параметрами:
- d = 65 мм;
- D = 120 мм;
- В = 23 мм;
- С 
= 34 кН;
- С = 56 кН.
Для проверки долговечности подшипников серии 213 необходимо следующее значение:
- Pr3 =2735,4 H; определена по формуле (2.91).
Эквивалентная нагрузка Рэ, Н определяется по формуле (2.93).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.93) получено:
Н.
Расчетная долговечность, L, млн.об определяется по формуле (2.94).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.94) получено:
млн.об.
Расчетная долговечность, Lh,ч определяется по формуле (2.95).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.95) получено:
ч.
2.10 Подбор муфты
Если соосность соединяемых валов в процессе монтажа и эксплуатации строго выдерживают, то допустимо устанавливать жесткие муфты фланцевые. Тип и размер муфты выбирается по диаметру вала и по величине расчетного вращающего момента.
Выбирается муфта фланцевая 1000-60-I ГОСТ 20761-80
Длина ступицы полумуфты 
= 140 мм.
2.11 Подбор и проверочный расчет шпоночных или шлицевых соединений
Материал для изготовления шпонок – сталь 45 нормализованная.
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице – 
мПа, определены по ([2], с. 310).
Напряжение смятия и условие прочности 
, определяется по
формуле (2.96):
, (2.96)
где М1 – момент на ведущем валу, Н×м; определено по исходным данным;
d – диаметр вала, мм; определено по исходным данным;
t1 – глубина шпонки, мм;; определена по ([2], с.313);
h – высота шпонки, мм;; определено по исходным данным;
l – длина ступицы полумуфты, мм;; определено по исходным данным;
b – ширина шпонки, мм; определено по исходным данным.
Выбирается шпонка под шкив с размерами:
- диаметр вала – 
мм;
- длина ступицы полумуфты – 
мм.
Выбирается шпонка 10 
8 70 ГОСТ 23360-78, имеющая следующие размеры:
- 
мм;
- 
мм;
- 
мм.
Момент на ведущем валу – 
Н×м.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.96) получено:
мПа.
Условие 
; 
мПа является не выполненным, тогда устанавливаются две шпонки под углом 180˚.
На ведомом валу необходимо установить две шпонки – под зубчатое колесо и под муфту. Более нагружена вторая тат как у неё меньший диаметр вала. Следовательно, проверяют шпонку под муфту.
Выбирается шпонка под зубчатое колесо с размерами:
- d, диаметр вала под колесом d=60 мм;
- l, длина ступицы колеса l=45 мм.
Выбирается шпонка 20×12×80, ГОСТ 23360-78, имеющая размеры:
- 
мм;
- 
мм;
- 
мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.96) получено:
мПа.
Условие ; 
мПа является выполненным.
2.12 Проверочный расчет на сопротивление усталости вала редуктора
2.12.1 Ведущий вал
Ведущий вал имеет следующие характеристики:
- материал – Сталь 40Х, нормализованная;
- термообработка – улучшение;
- 
мПа, определен по ([2], с. 34).
Предел выносливости 
, мПа определяется по формуле (2.97):
, (2.97)
где σВ – предел прочности, мПа; σВ = 930 мПа.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.97) получено:
мПа.
Предел выносливости τ-1, мПа определяется по формуле (2.98):
, (2.98)
где σ-1 – предел выносливости, мПа; σ-1 =400 мПа; определен по
формуле (2.97).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.98) получено:
мПа.
2.12.1.1 Сечение А–А
Диаметр вала в сечении А–А, определено по рисунку 2.1 – Ød=36 мм. Концентрация напряжение обусловлена наличием шпоночной канавки со следующими стандартными коэффициентами:
- коэффициент концентрации нормальных напряжений kσ, 
; определен по ([2], с.165);
- коэффициент концентрации касательных напряжений kr, 
; определен по ([2], с.165).
Масштабные факторы как:
- 
; определен по ([2], с. 166);
- 
; определен по ([2], с. 166).
Коэффициенты определены как:
- 
;определен по ([2], с.163);
- 
;определен по ([2], с.166).
Крутящий момент определен М 
= 649,2 Н×м.
Суммарный изгибающий момент 
, Н×м определяется
по формуле (2.199):
(2.99)
где FB – давление на валы, Н; FB = 1473,8 Н;
lшп – длина шпонки под шкив, мм; lшп = 32 мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.99) получено:
Н×м.
Момент сопротивления кручению 
, мм3; определяется
по формуле (2.100):
, (2.100)
где d – диаметр ступени вала в сечении А–А, мм; d=36 мм;
b – ширина шпонки, мм; b=10 мм;
t1 – глубина шпонки, мм; t1=5 мм; определена по ([2], с.313).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.100) получено:
мм3.
Момент сопротивления изгибу 
, мм3; определяется
по формуле (2.101):
, (2.101)
где d – диаметр ступени вала в сечении А–А, мм; d=36 мм;
b – ширина шпонки, мм; b=10 мм;
t1 – глубина шпонки, мм; t1=5 мм; определена по ([2], с.313).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.101) получено:
мм3.
Амплитуда 
, мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений 
, мПа; определяются по формуле (2.102):
, (2.102)
где М2 – крутящий момент, Н×м; М =649,2 Н×м.
Wk – момент сопротивления кручению, мм3; Wk =8488,5 мм3; определен по формуле (2.100).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.102) получено:
мПа.
Амплитуда нормальных напряжений 
, мПа; определяется
по формуле (2.103):
, (2.103)
где МuА-А – суммарный изгибающий момент, Н×мм; МuА-А=22×103 Н×мм; определен по формуле (2.99);
Wнетто – момент сопротивления изгибу, мм3; Wнетто =3910,7 мм3; определен по формуле (2.100).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.103) получено:
мПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; 
; определяется по формуле (2.104):
(2.104)
где σ-1 – предел выносливости, мПа; σ-1 = 400 мПа; определен
по формуле (2.97);
– коэффициент; 
; определен по ([2], с. 165);
– коэффициент; 
; определен по ([2], с. 165);
– амплитуда касательных напряжений, мПа; 
МПа;
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.104) получено:
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям 
; определяется по формуле (2.105):
, (2.105)
где τ-1 – предел выносливости, мПа; τ-1 = 232 мПа; определен
по формуле (2.98);
–коэффициент; ;определен по ([2], с.165);
–коэффициент; 
;определен по ([2], с.166);
– коэффициент; 
;определен по ([2], с.163);
– амплитуда касательных напряжений, мПа; 
мПа; определена по исходным данным;
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.105) получено:
.
Результирующий коэффициент запаса прочности S, определяется
по формуле (2.106):
, (2.106)
где Sσ – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; Sσ=27,3; определен по формуле (2.104));
Sr – коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям; Sr=8,6; определен по формуле (2.105).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.106) получено:
.
2.12.1.2 Сечение К–К
Сечение К–К представлено на рисунке 2.1.
Диаметр вала в сечении К–К определен – 40 мм.
Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом, определена по ([2],с.166):
- 
;определено по ([2], с.165);
- 
;определено по ([2], с.165);
- определен по ([2], с. 163);
- определен по ([2], с. 163);
- Мu =169,5 Н×м.
Суммарный изгибающий момент в сечении К–К МК–К, мм3 определяется по формуле (2.107):
, (2.107)
где 
и 
изгибающие моменты в сечении К–К, определены по эпюре ведомого вала.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.107) получено:
мм3.
Осевой момент сопротивления W, мм3 определяется по формуле (2.109):
, (2.109)
где 
– посадочный диаметр под подшипник, мм; d=40 мм; определен
по таблице 2.1.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.109) получено:
мм3.
Амплитуда нормальных напряжений , мПа определяется по
формуле (2.103).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.103) получено:
мПа.
Полярный момент сопротивления Wр, мм3 определяется по
формуле (2.110):
, (2.110)
где W – осевой момент сопротивления, мм3;определен по формуле (2.109).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.110) получено:
мм3.
Амплитуда , мПа и среднее напряжение цикла касательных
напряжений , мПа; определяются по формуле (2.102).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.102) получено:
мПа.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям , определяется по формуле (2.104).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.104) получено:
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям , определяется по формуле (2.105).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.105) получено:
.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К–К S, определяется по формуле (2.106).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.106) получено:
.
2.12.1.3 Сечение К–К
Сечение Л–Л представлено на рисунке 2.1.
Концентрация напряжение обусловлена переходом от диаметра Ø40 мм к диаметру Ø36 мм при следующих характеристиках:
- отношениях:
- 
;
- 
.
- коэффициентах концентрации напряжения:
- 
; определен по ([2], с.165);
- 
;определен по ([2], с.165).
- масштабных факторах:
- ;определен по ([2], с.166);
- 
;определен по ([2], с.166).
Коэффициенты определены как:
- ;определен по ([2], с.163);
- ;определен по ([2], с.166).
Суммарный изгибающий момент в сечении Л–Л МЛ–Л,определяется по формуле (2.99).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.99) получено:
Н×м.
Осевой момент сопротивления сечения W, мм3 определяется по
формуле (2.101).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.101) получено:
мм3.
Амплитуда нормальных напряжений , мПа определяется по
формуле (2.102).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.102) получено:
мПа.
Полярный момент сопротивления Wр, мм3 определяется по
формуле (2.110).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.110) получено:
мм3.
Амплитуда , мПа и среднее напряжение цикла касательных
напряжений , мПа; определяются по формуле (2.101).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.101) получено:
мПа.
Коэффициент запаса прочности , определяется по формуле (2.104).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.04) получено:
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям , определяется по формуле (2.105).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.105) получено:
.
Результирующий коэффициент запаса прочности S, определяется по
формуле (2.106).
Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.109) получено:
.
Показатели коэффициентов запаса представлены в таблице 2.2.
Таблица 2.2 – Показатели коэффициентов запаса
сечение | А–А | К–К | Л–Л |
коэффициент | 8,2 | 7,5 | 10,1 |
Во всех сечениях выполняется условие 
; определено
по ([2], с.162).
3 Технологический раздел
3.1 Выбор смазки смазка зацепления и подшипников
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое вовнутрь корпуса до уровня погружения колеса на 10 мм. Вязкость масла устанавливается по ([2];с.253).
Средняя скорость U, м/с определяется по формуле (3.1):
, (3.1)
где ω1 – скорость вращения ведущего вала, рад/с; ω1=38,3 рад/с; определена по формуле (2.16);
d1 – диаметр, мм; d1 = 64 мм.
Подстановкой указанных выше значений в формулу (3.1) получено:
м/с.
При контактном напряжении σn = 476 мПа и средней скорости U=1,22 м/с, вязкость масла должна быть приблизительно равна 34×10-6 м2/с. Для смазывания зубчатого сцепления принимается масло индустриальное И–40А, ГОСТ 20799–75.
Подшипники смазываются пластичным смазочным материалом. Материал помещается в подшипниковые камеры. Сорт мази выбирается по ([2];с.253). Для смазки подшипников принимается смазочный материал УТ–1.
Раздельное смазывание элементов применяется из-за удаления одного подшипника из ведущего вала, что затрудняет попадание масляных брызг на смазываемую поверхность. Раздельная смазка предохраняет подшипники от попадания вместе с маслом частиц металла.
Объем масличной ванны V, определяется из расчета 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности. Объем ванны V=0,25×6,4895=1,62 дм3
3.2 Описание сборки редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищается и покрывается маслостойкой краской.
Сборку производится в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:
- на ведущий вал, насаживаются мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 
;
- в ведомый вал закладывается шпонка 20´12´80 и напрессовывается зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевается распорная втулка и устанавливаются шарикоподшипники, нагретые в масле.
Собранные валы укладываются в основание корпуса редуктора и надевается крышка корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливается крышка на корпус с помощью двух конических штифтов; затягиваются болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевается распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывается пластичная смазка, ставятся крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.
Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладываются манжеты. Проверяется проворачиванием валов, отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляются крышки винтами.
На начало ведущего вала закладывается шпонка 10´8´32, устанавливается шкив.
На конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывается шпонка 18´11´125, устанавливается муфта и закрепляется её торцовым креплением; винт торцевого крепления стопорится специальной планкой.
Затем ввёртывается пробка маслопускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.
Заливается в корпус масло и закрывается смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона, закрепляется крышка болтами.
Собранный редуктор снаружи окрашивается, головки маслоуказателя и пускной пробки окрашиваются в красный цвет.
Далее редуктор обкатывается и подвергается испытаниям на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
Заключение
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 21 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |