Проектирование привода электролебёдки (редуктор) (стр. 5 из 7)

s³ [s].

Определение напряжения в опасных сечениях вала

Нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, при котором амплитуда напряжений s_а равна расчетным напряжениям изгиба s_и:

, (53)

где М – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Нм;

W_нетто – осевой момент сопротивления сечения вала, мм³.

- для круглого сплошного сечения вала,

- для вала с шпоночным пазом.

Быстроходный вал.

Третье сечение.

мм³

Н/мм²

Промежуточный вал.

Третье сечение.

мм³

Н/мм²

Тихоходный вал.

Второе сечение.

мм³

Н/мм²

Касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу, при котором амплитуда цикла t_а равна половине расчетных напряжений кручения t_к:

, (54)

где М_к – крутящий момент, Нм;

W_rнетто – полярный момент инерции сопротивления сечения вала, мм³.

- для круглого сплошного сечения вала,

- для вала с шпоночным пазом.

Быстроходный вал.

Третье сечение.

мм³

Н/мм²

Промежуточный вал.

Третье сечение.

мм³

Н/мм²

Тихоходный вал.

Второе сечение.

мм³

Н/мм²

Определение коэффициента концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетного сечения вала

; (55)

, (56)

где К_sи К_t - эффективные коэффициенты концентрации напряжений, таблица 11.2 [4,с. 257], для опасного сечения всех валов К_s=1,6 и К_t=1,4;

К_d – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, таблица 11.3 [4,с. 258];

К_F – коэффициент влияния шероховатости, таблица 11.4 [4,с.258] К_F = 1,0;

К_у – коэффициент влияния поверхностного упрочнения, таблица 11.5 [4,с. 258] К_у = 1,7.

Быстроходный вал.

Третье сечение.

Промежуточный вал.

Третье сечение.

Тихоходный вал.

Второе сечение.

Определение пределов выносливости в расчетном сечении вала

; (57)

, (58)

где s_-1 и t_-1 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, определяется по таблице 3.2 [4,с. 50] для обоих валов - s_-1 = 260 Н/мм².

t_-1»0,58×s_-1

t_-1= 0,58×260 = 150,8 Н/мм²;

Быстроходный вал.

Третье сечение.

Н/мм²

Н/мм²

Промежуточный вал.

Третье сечение.

Н/мм²

Н/мм²

Тихоходный вал.

Второе сечение.

Н/мм²

Н/мм²

Определение коэффициента запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

; (59)

(60)

Быстроходный вал.

Третье сечение.

Промежуточный вал.

Третье сечение.

Тихоходный вал.

Второе сечение.

Определение общих коэффициентов запаса прочности

(61)

Быстроходный вал.

Третье сечение.

Промежуточный вал.

Третье сечение.

Тихоходный вал.

Второе сечение.

Все валы проходят проверку на прочность.

Вывод: в данном пункте был произведен расчет редуктора. Определены основные габаритные размеры каждой передачи. Рассчитаны на прочность валы каждой ступени.

4. ПОДБОР И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ

Определение типа подшипника

В соответствии с таблицей 7.2 [4,с.107] определим тип, серию и схему установки подшипников.

Для быстроходного вала назначаем радиальные шариковые однорядные легкой серии, установленные с одной фиксированной опорой.

Для промежуточного вала назначаем радиальные шариковые однорядные средней серии, установленные с одной фиксированной опорой.

Для тихоходного вала назначаем радиальные шариковые однорядные средней серии, установленные с одной фиксированной опорой.

Определение размеров подшипников

Для быстроходного вала

Условное обозначение: 207

d= 35 мм,

D=72 мм,

B= 17 мм,

r= 2 мм,

С_r= 25,5 кН

С_0r= 13,7 кН

Для промежуточного вала

Условное обозначение: 309

d= 45 мм,

D=100 мм,

B= 25 мм,

r= 2,5 мм,

С_r= 52,7 кН

С_0r= 30,0 кН

Для тихоходного вала

Условное обозначение: 313

d= 65 мм,

D= 140мм,

B= 33 мм,

r= 3,5 мм,

С_r= 92,3 кН

С_0r= 56 кН

Проверочный расчет подшипников

Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности С_rр, Н, с базовой С_r, или базовой долговечности L_10h, ч, с требуемой L_h (L_h=37230 ч), по условиям:

С_rр ≤ С_r или L_10h³L_h

(62)

, (63)

где R_Е – эквивалентная динамическая нагрузка, Н

w - угловая скорость соответствующего вала,

m =3 – для шариковых подшипников.

Схема нагружения подшипников

Определим нагрузки в подшипниках.

Для шарикоподшипников характерны следующие соотношения:

R_a1 = R_a2 = F_a

Быстроходный вал.

R_a1 = R_a2 = 295,7 Н

R_r1 = R_B; R_r2 = R_A

R_r1 = 544,9 Н

R_r2 = 731,1 Н

Рисунок 6. Схема нагружения подшипников быстроходного вала

Промежуточный вал.

R_a1 = R_a2 = 680,3 Н

R_r1 = R_D; R_r2 = R_С

R_r1 = 3008,5 Н

R_r2 = 2600,4 Н

Рисунок 7. Схема нагружения подшипников промежуточного вала.

Тихоходный вал.

R_a1 = R_a2 = 680,3 Н

R_r1 = R_Е; R_r2 = R_Н

R_r1 = 2371,1 Н

R_r2 = 1570,1 Н

Рисунок 8. Схема нагружения подшипников тихоходного вала