Курсовая работа: Проектирование мотор-редуктора
|
Рис. 4.3. Предварительная компоновка
ведущего вала |
Диаметр выходного вала червяка:
мм.
где - мм. диаметр выходного вала
электродвигателя.
Диаметр шеек под подшипники
принимаем мм.
Предварительно принимаем мм.
По табл. приложений 4 [1]
предварительно принимаем длину выходного конца быстроходного вала мм.
Расстояние между опорами реакции
подшипников вала принимаем
конструктивно =300 мм.
Для увеличения прочности вала
примем, что червяк изготовлен как одно целое валом. Материал червяка – сталь 40ХН
с поверхностной закалкой
до твердости 48…53 HRC с последующей шлифовкой. Степень точности
изготовления червяка – 8. Механические свойства в табл. 4.3.
Таблица 4.3Механические характеристики
материала валов
Марка стали |
Диаметр заготовки, мм |
Твердость HB (не менее) |
Механические характеристики, МПа |
Коэффи-циент
|
|
|
|
|
|
40ХН |
|
270 |
920 |
750 |
450 |
420 |
230 |
0,10 |
4.1.3 Ведомый вал
|
Рис. 4.4. Предварительная компоновка
ведомого вала |
Диаметр выходного конца ведомого
вала при =25
МПа
мм.
Округляем до ближайшего большего
стандартного значения из 2-го ряда:
мм.
диаметр шеек под подшипники
принимаем мм.
диаметр под колесом мм.
длина ступицы
мм.
окончательно принимаем мм.
По табл. приложений 4 [1]
предварительно принимаем длину выходного конца тихоходного вала мм.
Материал вала – сталь 40ХН
с поверхностной закалкой
до твердости 48…53 HRC с последующей шлифовкой. Степень точности
изготовления вала – 8. Механические свойства в табл. 4.3.
5. Подбор соединительной муфты
5.1 Выбор муфты
Соединение валов электродвигателя и входного вала редуктора –
глухая муфта, образующая жесткое и неподвижное соединение валов (глухое соединение).
Скрепление втулки с валами с помощью шпонки. Прочность муфты определяется прочностью
шпоночного соединения, а также прочностью втулки.
5.2 Подбор шпонок и проверочный
расчет шпоночного соединения
Для выходного конца быстроходного
вала мм; передающего вращающий момент Н∙м.
По табл. приложений 7 [2]
выбираем призматическую шпонку со скругленными концами (по ГОСТ 23360-78 исполнение
1, рис. 5.1):
b = 10 мм. – ширина шпонки,
h = 8 мм. – высота шпонки,
t = 5 мм. – глубина паза на валу,
t1 = 3,3 мм. – глубина паза на муфте,
Радиус закругления пазов 0,16<r<0,25(мм) (интерполяция),
Учитывая длину вала мм, принимаем длину шпонки мм.
Расчетная длина шпонки:
мм.
Принимая материал шпонки сталь
45 с пределом текучести МПа, допускаемое напряжение МПа для стали.
Проверим соединение на смятие:
=8,4 МПа.
– прочность шпоночного соединения
обеспечена.
Напряжение среза:
2,27 МПа.
где - площадь среза шпонки:
мм2.
– прочность шпоночного соединения
обеспечена.
6. Выбор подшипников
6.1 Подбор подшипников
6.1.1 Ведущий вал
Предварительно примем роликовые радиально-упорные конические подшипники,
однорядные. Тип 7209, ГОСТ 333-79, легкая серия табл. 6.1. Данные подшипники предназначены
для восприятия совместно действующих радиальных и осевых нагрузок. Нагрузочная способность
радиально-упорных роликоподшипников выше, чем радиально-упорных шариковых подшипников.
Таблица 6.1.Подшипники роликовые
конические однорядные (по ГОСТ 333-79)
Подшипник 7209 ГОСТ 333-79 |
Обозначение
|
d
|
D
|
B
|
C
|
T
|
r
|
Грузоподъемность, kН
|
Масса, кг |
|
Сr
|
С0r |
7209
|
45
|
85
|
19
|
16
|
20,75
|
2
|
50,0
|
33,0
|
0,48
|
Легкая серия диаметров 2, серия ширин
0.
Угол α = 12÷18º
|
Подшипник 7214 ГОСТ 333-79 |
7214
|
70
|
125
|
26
|
21
|
26,25
|
2,5
|
96,0
|
82,0
|
1,33
|
Легкая серия диаметров 2, серия ширин
0.
Угол α = 12÷18º
|
6.1.2 Ведомый вал
Предварительно примем роликоподшипники радиальные с короткими
цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 7214, ГОСТ 333-79, легкая серия табл.
6.1.
6.2 Выбор схемы установки
подшипников, способа их закрепления на валу и в корпусе
6.2.1 Схема установки подшипников
Для фиксации валов и осей
относительно корпуса механизма, наружное кольцо закрепляем в корпусе, внутренне
– на валу. При закреплении внутреннего кольца на валу для упрощения крепления на
валу выполняется буртик, подшипник устанавливают на вал по посадке с натягом. Подшипник
упирают в буртик, другой стороны поджимают крышкой (рис. 6.1).
6.2.2 Способ установки
подшипников
Способ установки подшипников
зависит от условий работы. Короткие валы, у которых температурное расширение вызывает
небольшие осевые деформации, устанавливают по схеме «враспор». При установке «враспор»
(рис. 6.2) требуется минимальное количество крепежных деталей, поэтому такая схема
наиболее распространена в редукторах.
6.2.3 Составление расчетных
схем для валов и определение реакций в опорах. Расчетная долговечность.
6.2.3.1 Ведущий вал
|
Рис. 6.3. Расчетная схема для ведущего
вала |
Осевая сила
на червяке равная окружной силе на колесе:
H.
Окружная
сила на червяке, равная осевой
силе на колесе:
Н.
Радиальная
сила:
Н.
Расстояние
между опорами червяка мм.
Диаметр мм.
Определим реакции опор:
В плоскости xz:
H.
В плоскости yz:
H.
H.
Проверка
Суммарные реакции:
H.
H.
Находим осевые составляющие
радиальных реакций конических подшипников по формуле:
S=0,83eR
S1 = 0,83eR1 =
0,83×0,37×218,77 = 67,18 H;
S2=0,83eR2 = 0,83×0,37×1544,15 = 474,21 H;
здесь для подшипников 7209
коэффициент осевого нагружения е = 0,37 по таб. 7.5 [3].
Осевые силы подшипников. В
нашем случае S1 ≤ S2; тогда
Н; Н.
Долговечность определяем
по более нагруженному подшипнику.
Рассмотрим левый (А)
подшипник
Отношение ; эквивалентную нагрузку определяем с учетом осевой.
Эквивалентная нагрузка:
;
для заданных условий V = Kб = KТ = 1 (таб. 7.3, 7.4 [3]); для конических подшипников коэффициент X = 0,45 и коэффициент Y = 1,46 (табл. 7.5 [3]).
7256,2Н = 7,26кН.
Расчетная долговечность:
млн. об.
Расчетная долговечность:
ч.
Найденная долговечность приемлема.
6.2.3.2 Ведомый вал
Рис. 6.4
|
Рис. 6.4. Расчетная схема для ведомого
вала |
Окружная
сила на колесе:
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5
|