Машинный агрегат

Вертикальная плоскость.

Определим опорные реакции, Н:

Fa1	4 058	Н
Fr1	1 481	Н
Ft1	2 583	Н
d1	48	мм
Fм	124	Н
a	103,5	мм
b	103,5	мм
e	108,2	мм
L	207,0	мм

Н.

Н.

Проверка: .

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X:

0; ;;

27,9 , 125,3 .

Горизонтальная плоскость.

Определим опорные реакции, Н:

=1103Н,

=1356 Н,

Проверка: .

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y:

; ;

;

.

Строим эпюру крутящих моментов ; :

62Н.

Определяем суммарные радиальные реакции, Н:

1136Н,

Эпюры и схема нагружения подшипников быстроходного вала.

Н.

Определим суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, :

.

.

7.2 Определим реакцию опор в подшипниках среднего вала

Fr1	4727	Н
Ft1	12986	Н
d1	72	мм
Fa2	2 583	Н
Fr2	1481	Н
Ft2	4058	Н
d2	240	мм
a	97,7	мм
b	63	мм
c	49,7	мм
L	210,4	мм

Вертикальная плоскость.

Определим опорные реакции, Н:

,

= 5833Н.

,

=8634Н.

Проверка: .

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X:

=-570 ;

-429.

-119.

.

Горизонтальная плоскость.

Определим опорные реакции, Н:

=1573Н,

=-904Н,

Проверка: .

Эпюры и схема нагружения подшипников нейтрального вала.

; ;

.

45.

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y:

Строим эпюру крутящих моментов ; :

468 ,

487.

Определяем суммарные радиальные реакции, Н:

8681 Н,

6041 Н.

Определим суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, :

590.

431 .

7.3 Определим реакцию опор в подшипниках тихоходного вала.

Fr1	4727	Н
Ft1	12986	Н
d1	288	мм
Fм	1709	Н
a	124,5	мм
b	109,5	мм
e	178,5	мм
L	234	мм

Вертикальная плоскость.

Определим опорные реакции, Н:

3064 Н.

8213 Н.

Проверка: .

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X:

Эпюры и схема нагружения подшипников тихоходного вала.

; ;

305;

899 .

Горизонтальная плоскость.

Определим опорные реакции, Н:

2212 Н.

2515 Н.

Проверка: .

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y:

; ;0;

275.

Строим эпюру крутящих моментов ; :

1870 .

Определяем суммарные радиальные реакции, Н:

3779 Н,

8589 Н.

Определим суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, :

940.

305.

8. Проверочный расчет подшипников

Подшипник 7608 быстроходного вала, червячной передачи.

Определяем осевые составляющие радиальные реакции:

,

где e = 0,296,

Н,

Н.

Определим осевые нагрузки подшипников. Так как и , то Н , Н.

Определим отношение

,

По соотношению и выбираем формулу и определим эквивалентные динамические нагрузки:

,

где V - коэффициент вращения, V=1;

X - коэффициент радиальной нагрузки, X = 0,4;

Y - коэффициент осевой нагрузки, Y = 2,096;

Кб - коэффициент безопасности, Кб =1,2;

Кт - температурный коэффициент, Кт=1;

Н.

Н.

Рассчитаем динамическую грузоподъемность по более нагруженному подшипнику:

,

где m - показатель степени, m=3,3;

<Cr = 90000H,

Подшипник пригоден.

Рассчитаем базовую долговечность;

ч>Lh=4700ч.

Подшипник 7211 промежуточный вала, червячной передачи.

Определяем осевые составляющие радиальные реакции:

, где e = 0,41,

Н,

Н.

Определим осевые нагрузки подшипников.

Так как и , то Н, Н.

Определим отношение

,

По соотношению и выбираем формулу и определим эквивалентные динамические нагрузки:

, ,

где V - коэффициент вращения, V=1;

Кб - коэффициент безопасности, Кб =1,2;

Кт - температурный коэффициент, Кт=1,0;

X - коэффициент радиальной нагрузки, X = 0,4;

Y - коэффициент осевой нагрузки, Y = 1,46;

Н.

Н.

Рассчитаем динамическую грузоподъемность по более нагруженному подшипнику:

,

где m - показатель степени, m=3,33;

<Cr=57900H,

Подшипник пригоден.

Рассчитаем базовую долговечность;

ч>Lh=4700ч.

Подшипник 118 тихоходного вала, цилиндрической передачи.

Так как передача является прямозубой, то осевая нагрузка отсутствует, поэтому выбираем формулу и определим эквивалентные динамические нагрузки:

,

где V - коэффициент вращения, V=1;

Кб - коэффициент безопасности, Кб =1,2;

Кт - температурный коэффициент, Кт=1,0;

Н.

Н.

Рассчитаем динамическую грузоподъемность по более нагруженному подшипнику:

,

где m - показатель степени, m=3;

<Cr=57200H,

Подшипник пригоден.

Рассчитаем базовую долговечность;

ч>Lh=4700 ч.

9. Проверочные расчеты

9.1 проверочный расчет шпонок

Используем в приводе шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок - по ГОСТ 23360-78. Материал шпонок - сталь 40X нормализованная по ГОСТ 1050-74. Допускаемые напряжения смятия при чугунной ступице [CM] = 60 МПа, при стальной ступице [CM] = 120 МПа.

Напряжение смятия и условие прочности:

,

где Асм - площадь смятия;

,

где h, t1 - стандартные размеры;

lр - рабочая длинна шпонки.

тихоходный вал:

Шпонка под полумуфту (колесо чугунное).

d = 32 мм, bh = 108 мм, t1 = 5 мм, длина шпонки l = 50 мм, момент на валу Ft=2583 Н.

Н [CM] = 190 Н.

Нейтральный вал:

Шпонка под червячное колесо червячной передачи (колесо чугунное).

d = 60 мм, bh = 1811 мм, t1 = 7 мм, длина шпонки l = 32 мм, момент на валу Ft=4058 Н.

Н [CM] = 190 Н.

Тихоходный вал:

Шпонка под зубчатое колеса цилиндрической прямозубой передачи (колесо стальное).

d = 105 мм, bh = 2814 мм, t1 = 10 мм, длина шпонки l = 62 мм, момент на валу Ft=12986 Н.

Н [CM] = 190 Н.

Шпонка под ведущее колесо открытой цепной передачи.

d = 80 мм, bh = 2214 мм, t1 = 9 мм, длина шпонки l = 114 мм, момент на валу Ft=12986 Н.

Н [CM] = 190 Н.

9.2 Проверочный расчет валов

Быстроходный вал.

Определим напряжения в опасном сечении вала, такими сечениями является ступени вала под червяком, сечение в точке 2 - является наиболее нагруженным участком.

Нормальное напряжение

,

где М - суммарный изгибающий момент в опасном сечении, М2 = 188 Н?м;

Wнетто - осевой момент сопротивления,

мм3,

Н/мм2.

Касательное напряжение

,

где Мк - крутящий момент в опасном сечении, Мк = 62 Н?м;

W рнетто - полярный момент инерции,

мм3,

Н/мм2.

Определим предел выносливости в расчетном сечении,

,

,

где у-1, ф-1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, у-1 = 420 Н/мм2 , ф-1 = 0,58 у-1 = 244 Н/мм2;

(Ку)D, (Кф)D - коэффициенты концентраций нормальных и касательных напряжений,

,

,

где Ку - коэффициент концентраций напряжений, Ку=1,7;

Кф - коэффициент концентраций напряжений, Кф=1,55;

Кd - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, Кd=0,7;

КF - коэффициент влияния шероховатости, КF=1,5:

1,48,

1,36.

Н/мм2,

Н/мм2.

Определим коэффициент запаса прочности,

,

.

Определим общий коэффициент запаса прочности,

Условие выполняется, вал имеет запас прочности.

Нейтральный вал.

Определим напряжения в опасном сечении вала, такими сечениями является ступени вала под шестерней, сечение в точке 2 - является наиболее нагруженным участком.

Нормальное напряжение

,

где М - суммарный изгибающий момент в опасном сечении, М2 = 590 Н?м;

Wнетто - осевой момент сопротивления,

мм3,

Н/мм2.

Касательное напряжение

,

где Мк - крутящий момент в опасном сечении, Мк = 467,5 Н?м;

W рнетто - полярный момент инерции,

мм3,

Н/мм2.

Определим предел выносливости в расчетном сечении,

,

,

где у-1, ф-1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, у-1 = 420 Н/мм2 , ф-1 = 0,58 у-1 = 244 Н/мм2;

(Ку)D, (Кф)D - коэффициенты концентраций нормальных и касательных напряжений,

,

,

где Ку - коэффициент концентраций напряжений, Ку=1,7;

Кф - коэффициент концентраций напряжений, Кф=1,55;

Кd - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, Кd=0,67;

КF - коэффициент влияния шероховатости, КF=1,5:

1,52,

1,41.

Н/мм2,

Н/мм2.

Определим коэффициент запаса прочности,

,

.

Определим общий коэффициент запаса прочности,

Условие выполняется, вал имеет запас прочности.

Тихоходный вал.

Определим напряжения в опасном сечении вала, такими сечениями является ступень вала под колесом, проходящие через точку 2.

Нормальное напряжение

,

где М - суммарный изгибающий момент в опасном сечении, М2 = 940,5 Н?м;

Wнетто - осевой момент сопротивления,

мм3,

Н/мм2.

Касательное напряжение

,

где Мк - крутящий момент в опасном сечении, Мк = 1870 Н?м;

W рнетто - полярный момент инерции,

мм3,

Н/мм2.

Определим предел выносливости в расчетном сечении,

,

,

где у-1, ф-1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, у-1 = 380 Н/мм2 , ф-1 = 0,58 у-1 = 220 Н/мм2;

(Ку)D, (Кф)D - коэффициенты концентраций нормальных и касательных напряжений,

,

,

где Ку - коэффициент концентраций напряжений, Ку=2,15;

Кф - коэффициент концентраций напряжений, Кф=2,05;

Кd - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, Кd=0,62;

КF - коэффициент влияния шероховатости, КF=1:

2,67,

2,54.

Н/мм2,

Н/мм2.

Определим коэффициент запаса прочности,

,

.

Определим общий коэффициент запаса прочности,

Условие выполняется, вал имеет запас прочности.

9.3 Тепловой расчет редуктора

Определим температуру масла в редукторе,

,

где Р1 - мощность на быстроходном валу редуктора, Р1 = 11 кВт;

з - коэффициент полезного действия, з = 0,72;

Кt - коэффициент теплопередачи, Кt = 10;

А - площадь теплоотдающей поверхности, А = 0,56;

tв - температура вне корпуса, tв = 200;

<[t]=800.

Страницы: 1, 2