Проектирование и расчёт цилиндрического шевронного редуктора (стр. 4 из 7)

Б). Подобрать подшипник для вала – шестерни цилиндрического шевронного одноступенчатого редуктора при следующем техническом задании:

– опорные реакции

– диаметр вала под подшипник

– частота вращения вала

об/мин.

– долговечность привода как под А)

– коэффициенты

такие же, как под А)

Для вала – шестерни необходимо обеспечить самоустановку подшипников вместе с валом. По заданному диаметру вала – шестерни намечаем типа – размер подшипника серии 12207 роликоподшипник радиальный с короткими цилиндрическими роликами с одним бортом на наружном кольце. Запишем его параметр

– динамическая грузоподъемность

– статическая грузоподъемность

– масса

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку для радиальных роликоподшипников.

где,

- коэффициент безопасности

температурный коэффициент

- вращается внутреннее кольцо.

Так как осевая сила равна нулю, то нагрузка будет выглядеть следующим образом.

где,

опорная реакция.

При переменном режиме нагружений в соответствии с циклограммой нагружений эквивалентная динамическая нагрузка определяется формулой:

где

отношение момента на каждом уровне нагружения к номинальному моменту;

относительное время действия каждого уровня нагрузки.

По формуле найдем требуемую динамическую грузоподъемность

По сравнению с допускаемой динамической грузоподъемностью

7. Расчет валов

Включает в себя три этапа расчета валов: 1) Ориентировочный расчет; 2) Приближенный расчет; 3) Уточненный расчет.

7.1 Ориентировочный расчет

Производится с целью уточнения исходных данных и, в частности, для определения приближенного диаметра и межопорного расстояния вала, так как без этих данных не могут быть проведены последующие расчеты.

Условия прочности на этом этапе записываются в виде

,

где

крутящий момент на рассматриваемом валу;

возникшее в валу касательное напряжение;

допускаемые напряжения на кручения, принимаемые равными: для быстроходных валов 12…15 МПа, для тихоходных валов 20…30 МПа.

момент сопротивления кручению, равный для круглого сечения

Выражаем диаметр вала, получим

Отсюда определим диаметры валов

Быстроходный вал

Тихоходный вал

7.2 Приближенный расчет

Выполняется как проектный, на основе которого предварительно устанавливается диаметры характерных сечений вала, то есть определяются размеры. При этом методе расчета не учитывают различие в характере циклов изменения нормальных и касательных напряжений, в связи, с чем этот расчет проводится по приведенным напряжениям тоже из условия статической прочности. Для быстроходного вала:

,

где

момент на быстроходном валу.

Момент для быстроходного вала

диаметр под шкив клиноременной передачи.

Для того чтобы, были малые габариты, принимаем наименьшее значение диаметра вала

Определим диаметр под подшипником, который должен быть больше диаметра под шкив и удвоенной высоты буртика, определяемый по формуле

где

высота буртика, принимаемая 1,5 мм.

Диаметр без подшипника, определяемый формулой

где

координата фаски подшипника, принимаемая 1 мм. для тихоходного вала

где

момент на тихоходном валу.

Момент для тихоходного вала

выбираем из этого ряда .

Определим диаметр под подшипником, который должен быть больше диаметра под шкив и удвоенной высоты буртика, определяемый по формуле

где

высота буртика, принимаемая 2,5 мм.

Диаметр без подшипника, определяемый формулой

где

координата фаски подшипника, принимаемая 1 мм.

7.3 Уточненный расчет

Работоспособность вала из условия усталостной прочности будет обеспечена, если

где

фактический коэффициент запаса прочности (расчетный),

допускаемый коэффициент запаса прочности, обычно принимаемый для валов редуктора в пределах 1,5…5.

Расчет вала – шестерни

В вертикальной плоскости

В горизонтальной плоскости