Эскизное проектирование

3. Эскизное проектирование

  Предварительный расчет валов

Крутящий момент в поперечных сечениях валов:

Быстроходного ;

Промежуточного ;

Тихоходного .

Предварительные значения диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам:

Для быстроходного:

Для промежуточного:

Для тихоходного:

Выбор типа и схемы установки подшипников

Выбираем роликовые конические однорядные для тихоходного, промежуточного и быстроходного валов.

Для быстроходного вала: 7204 d = 24 мм, D = 52 мм, В = 16 мм, r = 1,5 мм;

Для промежуточного вала: 7204 d = 36 мм, D = 72 мм, В = 16 мм, r = 1,5 мм;

Для тихоходного вала: 7204 d = 50мм, D = 90 мм, В = 23 мм, r = 2,5 мм;

4. Выбор и проверка долговечности подшипников качения

Расчет подшипников на тихоходном валу

Определение сил, нагружающих подшипники.

При проектировании тихоходного вала редуктора применили шариковые радиальные однорядные подшипники по схеме установки в распор.

Диаметр вала под подшипник: .

 на выходном конце вала находится упругая муфта с резиновой звёздочкой. Силу действия муфты на вал определяют по формуле:  где T – вращающий момент на валу.

Приведём расчётную схему для определения реакций опор валов редуктора:

Реакции в горизонтальной плоскости XOZ:

Реакции в вертикальной плоскости YOZ:

Полная реакция в опорах:

Подбираем подшипники по наиболее нагруженной опоре A: шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии 213:  диаметр внутреннего кольца,  диаметр наружного кольца, ширина подшипника, динамическая грузоподъёмность, статическая грузоподъёмность.

Определяем эквивалентную динамическую радиальную нагрузку:

, где

радиальная нагрузка;

осевая нагрузка;

коэффициент вращения (вращение внутреннего кольца);

коэффициент безопасности;

температурный коэффициент;

Отношение

Отношение , т.к  то значения X, Y не меняются.

Расчётная долговечность, млн. об.:

, где для шариковых подшипников;

Расчётная долговечность, ч.:

Все остальные подшипники подбираются и проверяются таким же способом.

  5. Проверочный расчёт валов на прочность

Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок.

Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности.

Расчёт тихоходного вала:

Материал вала – сталь 45Х. термообработка – улучшение .

Пределы выносливости:

Сечение A-A является наиболее опасным. Диаметр вала в этом сечении 75 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки:

 масштабные факторы  коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости .

Крутящий момент .

Изгибающие моменты:

Суммарный изгибающий момент в сечении Б-Б

Момент сопротивления кручению :

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Расчётный коэффициент запаса прочности S в опасном сечении и сравниваем его с допускаемым значением (1,32):

Где коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям.

Расчеты остальных валов производят этим же методом.