Реферат: Расчет и проектирование червячного редуктора

--PAGE_BREAK--
8 Компоновочная схема.
Компоновочная схема редуктора с выбранными и рассчитанными размерами показана на рис.5.
<imagedata src=«13275.files/image213.jpg» o:><img width=«978» height=«687» src=«dopb60179.zip» v:shapes="_x0000_i1132">
         Рис.5 Компоновочная схема редуктора

9 Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений
Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений проводим по [4].
<imagedata src=«dopb60180.zip» o:><img width=«164» height=«147» src=«dopb60180.zip» v:shapes="_x0000_i1133">
         Рис.6 Сечение вала по шпонке
9.1 Соединение быстроходный вал – шкив ременной передачи
Для выходного конца быстроходного вала при d=25 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=8x7 мм2 при t=4мм.
При l1=35 мм выбираем длину шпонки l=32мм.
<imagedata src=«13275.files/image216.wmz» o:><img width=«157» height=«47» src=«dopb60181.zip» v:shapes="_x0000_s1026">
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:
где Т – передаваемый момент, Н×мм;
lр – рабочая длина шпонки, при скругленных концах lр=l-b, мм;
[s]см – допускаемое напряжение смятия.
С учетом того, что на выходном конце быстроходного вала устанавливается шкив из чугуна СЧ20 ([s]см=70…100 Н/мм2) вычисляем:
<imagedata src=«13275.files/image218.wmz» o:><img width=«292» height=«47» src=«dopb60182.zip» v:shapes="_x0000_s1027">
Условие выполняется.

9.2 Соединение тихоходный вал – полумуфта
Для выходного конца тихоходного вала при d=50 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=14x9 мм2 при t=5,5мм.
При l1=60 мм выбираем длину шпонки l=45мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжения смятия и условия прочности с учетом материала полумуфты – ст.3 ([s]см=110…190 Н/мм2) и Т2=748Н×мм:
<imagedata src=«13275.files/image220.wmz» o:><img width=«319» height=«47» src=«dopb60183.zip» v:shapes="_x0000_s1028">

Условие выполняется.
9.3 Соединение тихоходный вал – ступица червячного колеса
Для соединения тихоходного вала со ступицей червячного колеса при d=71 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=20x12 мм2 при t=7,5мм.
При l1=32 мм выбираем длину шпонки l=32мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжения смятия и условия прочности с учетом материала ступицы  чугуна СЧ20 ([s]см=70…100 МПа) и Т2=748Н×мм:
<imagedata src=«13275.files/image222.wmz» o:><img width=«319» height=«47» src=«dopb60184.zip» v:shapes="_x0000_s1029">

Условие выполняется.
Выбранные данные сведены  в табл.3.

                                                                                              Таблица 3
Параметры шпонок и шпоночных соединений
Параметр
Вал-шкив
Вал-полумуфта
Вал-колесо
Ширина шпонки b, мм
8
14
20
Высота шпонки h, мм
7
9
12
Длина шпонки l, мм
32
45
32
Глубина паза на валу t1, мм
4
5,5
7,5
Глубина паза во втулке t2, мм
3,3
3,8
4,9

10 Расчет валов по эквивалентному моменту
10.1 Исходные данные для расчета
Составляем схему усилий, действующих на валы червячного редуктора (рис.7):
<imagedata src=«13275.files/image224.jpg» o:><img width=«371» height=«370» src=«dopb60185.zip» v:shapes="_x0000_i1142">
Рис.7 Схема усилий, действующих на валы червячного редуктора
Определяем консольную нагрузку на муфте [1, табл.6.2]:
                   <shape id="_x0000_i1143" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image226.wmz» o:><img width=«122» height=«29» src=«dopb60186.zip» v:shapes="_x0000_i1143">;                                                           (10.1)
                   <shape id="_x0000_i1144" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image228.wmz» o:><img width=«147» height=«29» src=«dopb60187.zip» v:shapes="_x0000_i1144">
                   <shape id="_x0000_i1145" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image230.wmz» o:><img width=«97» height=«23» src=«dopb60188.zip» v:shapes="_x0000_i1145">Н
Для определения консольной нагрузки на шкиве необходимо произвести расчет зубчато-ременной передачи.[1].
         Определяем минимальный диаметр ведущего шкива по диаметру  вала электродвигателя <shape id="_x0000_i1146" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image232.wmz» o:><img width=«89» height=«25» src=«dopb60189.zip» v:shapes="_x0000_i1146"> dДВ=32мм, шпонка bхh=10х8мм.
Определяем минимальный диаметр ведущего шкива:
d1= dДВ+h+10;
d1min=50мм.
Выбираем зубчатый ремень  по ОСТ3805114-76 с модулем m=4, с трапецеидальной формой, шириной 84мм. Назначаем число зубьев ведущего шкива z=15.
Определяем  делительный диаметр ведущего шкива:
         d1=z x m
         d1=60мм.
Определяем диаметр ведомого шкива:
         <shape id="_x0000_i1147" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image234.wmz» o:><img width=«67» height=«22» src=«dopb60190.zip» v:shapes="_x0000_i1147">
где u-передаточное отношение передачи, u=2,2;
         <shape id="_x0000_i1148" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image236.wmz» o:><img width=«116» height=«22» src=«dopb60191.zip» v:shapes="_x0000_i1148">
Принимаем <shape id="_x0000_i1149" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image238.wmz» o:><img width=«80» height=«22» src=«dopb60192.zip» v:shapes="_x0000_i1149">.
Определяем ориентировочное межосевое расстояние
    <shape id="_x0000_i1150" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image240.wmz» o:><img width=«116» height=«22» src=«dopb60193.zip» v:shapes="_x0000_i1150">
   
    <shape id="_x0000_i1151" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image242.wmz» o:><img width=«195» height=«21» src=«dopb60194.zip» v:shapes="_x0000_i1151">
Принимаем а=110мм.
Определяем расчетную длину ремня:
    <shape id="_x0000_i1152" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image244.wmz» o:><img width=«201» height=«41» src=«dopb60195.zip» v:shapes="_x0000_i1152">
    <shape id="_x0000_i1153" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image246.wmz» o:><img width=«285» height=«41» src=«dopb60196.zip» v:shapes="_x0000_i1153">
Принимаем l=550мм.
Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине ремня:
    <shape id="_x0000_i1154" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image248.wmz» o:><img width=«346» height=«41» src=«dopb60197.zip» v:shapes="_x0000_i1154">
    <shape id="_x0000_i1155" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image250.wmz» o:><img width=«540» height=«41» src=«dopb60198.zip» v:shapes="_x0000_i1155">
    <shape id="_x0000_i1156" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image252.wmz» o:><img width=«25» height=«14» src=«dopb60199.zip» v:shapes="_x0000_i1156">180мм.
Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива:
    <shape id="_x0000_i1157" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image254.wmz» o:><img width=«148» height=«41» src=«dopb60200.zip» v:shapes="_x0000_i1157">;
    <shape id="_x0000_i1158" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image256.wmz» o:><img width=«127» height=«41» src=«dopb60201.zip» v:shapes="_x0000_i1158">
    <shape id="_x0000_i1159" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image258.wmz» o:><img width=«63» height=«24» src=«dopb60202.zip» v:shapes="_x0000_i1159">
Определяем скорость ремня:
    <shape id="_x0000_i1160" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image260.wmz» o:><img width=«153» height=«24» src=«dopb60203.zip» v:shapes="_x0000_i1160">
где [v]-допускаемая скорость, для зубчатых ремней [v]=25м/с.
    <shape id="_x0000_i1161" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image262.wmz» o:><img width=«238» height=«24» src=«dopb60204.zip» v:shapes="_x0000_i1161">
    <shape id="_x0000_i1162" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image264.wmz» o:><img width=«81» height=«21» src=«dopb60205.zip» v:shapes="_x0000_i1162">
Определяем частоту пробегов ремня:
    <shape id="_x0000_i1163" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image266.wmz» o:><img width=«90» height=«21» src=«dopb60206.zip» v:shapes="_x0000_i1163">
где [U]=30м-1 – допускаемая частота пробегов.
    <shape id="_x0000_i1164" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image268.wmz» o:><img width=«174» height=«21» src=«dopb60207.zip» v:shapes="_x0000_i1164">
Определяем силу предварительного натяжения Fо ремня:
    <shape id="_x0000_i1165" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image270.wmz» o:><img width=«102» height=«46» src=«dopb60208.zip» v:shapes="_x0000_i1165">                                                                     (10.2)
где С – поправочные коэффициенты [3, табл.5.2].
    <shape id="_x0000_i1166" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image272.wmz» o:><img width=«129» height=«43» src=«dopb60209.zip» v:shapes="_x0000_i1166">
    <shape id="_x0000_i1167" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image274.wmz» o:><img width=«72» height=«24» src=«dopb60210.zip» v:shapes="_x0000_i1167">
Определяем консольную нагрузку на шкиве [3, табл.6.2]:
    <shape id="_x0000_i1168" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image276.wmz» o:><img width=«108» height=«41» src=«dopb60211.zip» v:shapes="_x0000_i1168">
    <shape id="_x0000_i1169" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image278.wmz» o:><img width=«149» height=«43» src=«dopb60212.zip» v:shapes="_x0000_i1169">
    <shape id="_x0000_i1170" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image280.wmz» o:><img width=«82» height=«24» src=«dopb60213.zip» v:shapes="_x0000_i1170">
Для построения эпюр с учетом рис.5, данных табл.1 и пункта 7 определяем расстояния прилагаемых сил (рис.8).
<imagedata src=«13275.files/image282.jpg» o:><img width=«412» height=«206» src=«dopb60214.zip» v:shapes="_x0000_i1171">
         Рис.8 Компоновочный эскиз вала
Все выбранные данные сводим в табл.4.
                                                                                              Таблица 4
Исходные данные для расчета валов
Параметр
Ведущий вал – червяк
Ведомый вал
Ft, Н
138
8725
Fr, Н
3176
Fa, Н
8725
138
Fм(Fш), Н
1232
5784
d, мм
40
160
а=b, мм
93
42
с, мм
67
86
10.2 Расчет ведущего вала – червяка.
Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.
Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)
Изгибающий момент от осевой силы Fа будет:
         mа=[Faxd/2]:
         mа=8725·40×10-3/2=174,5Н×м.
Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.
1åmАу=0
-RBy·(a+b)+Fr·a- mа=0
RBy=(Fr·0,093- mа)/ 0,186=(3176·0,093-174,5)/ 0,186=649,8Н
Принимаем RBy=650Н
2åmВу=0
RАy·(a+b)-Fr·b- mа=0
RАy==(Fr·0,093+ mа)/ 0,186=(3176·0,093+174,5)/ 0,186=2526,2Н
Принимаем RАy=2526Н
Проверка:
åFКу=0
RАy — Fr+ RBy=2526-3176+650=0
         Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
         М1у=0;
         М2у= RАy·а;
         М2у=2526·0,093=235Нм;
         М2’у= М2у — mа(слева);
         М2’у=235-174,5=60,5Нм;
М3у=0;
М4у=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм.
Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)
1åmАх=0;
Fш·(a+b+с)-RВх·(a+b)- Ft·a=0;
1232·(0,093+0,093+0,067)-RВх·(0,093+0,093)-138·0,093=0;
RВх=(311,7-12,8)/0,186;
RВх=1606,9Н
RВх»1607Н
2åmВх=0;
-RАх·(a+b)+Ft·b+Fш·с= 0;
RАх=(12,834+82,477)/0,186;
RАх=512,4Н
RАх»512Н
Проверка
åmКх=0;
-RАх+ Ft — Fш+ RВх=-512+138-1232+1607=0
<imagedata src=«13275.files/image284.jpg» o:><img width=«525» height=«775» src=«dopb60215.zip» v:shapes="_x0000_i1172">
         Рис.9 Эпюры изгибающих и крутящих моментов ведущего вала
Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
         М1х=0;
         М2х= -RАх·а;
         М2х=-512·0,093=-47,6Нм;
         М3х=- Fш ·с;
         М3х=-1232·0,067=-82,5Нм
М4х=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Мх.
Крутящий момент
ТI-I=0;
ТII-II=T1=Ft·d1/2;
ТII-II=2,76Нм
Определяем суммарные изгибающие моменты:
<shape id="_x0000_i1173" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image286.wmz» o:><img width=«134» height=«34» src=«dopb60216.zip» v:shapes="_x0000_i1173">
<shape id="_x0000_i1174" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image288.wmz» o:><img width=«160» height=«34» src=«dopb60217.zip» v:shapes="_x0000_i1174">
<shape id="_x0000_i1175" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image290.wmz» o:><img width=«108» height=«25» src=«dopb60218.zip» v:shapes="_x0000_i1175">
<shape id="_x0000_i1176" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image292.wmz» o:><img width=«167» height=«34» src=«dopb60219.zip» v:shapes="_x0000_i1176">
<shape id="_x0000_i1177" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image294.wmz» o:><img width=«104» height=«27» src=«dopb60220.zip» v:shapes="_x0000_i1177">
Определяем эквивалентные моменты:
         <shape id="_x0000_i1178" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image296.wmz» o:><img width=«133» height=«33» src=«dopb60221.zip» v:shapes="_x0000_i1178">
<shape id="_x0000_i1179" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image298.wmz» o:><img width=«163» height=«34» src=«dopb60222.zip» v:shapes="_x0000_i1179">
<shape id="_x0000_i1180" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image300.wmz» o:><img width=«111» height=«25» src=«dopb60223.zip» v:shapes="_x0000_i1180">
<shape id="_x0000_i1181" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image302.wmz» o:><img width=«158» height=«34» src=«dopb60224.zip» v:shapes="_x0000_i1181">
<shape id="_x0000_i1182" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image304.wmz» o:><img width=«103» height=«25» src=«dopb60225.zip» v:shapes="_x0000_i1182">
<shape id="_x0000_i1183" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image306.wmz» o:><img width=«165» height=«34» src=«dopb60226.zip» v:shapes="_x0000_i1183">
<shape id="_x0000_i1184" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image308.wmz» o:><img width=«114» height=«25» src=«dopb60227.zip» v:shapes="_x0000_i1184">
По рис.9  видно, что наиболее опасным является сечение С-С ведущего вала.
10.3 Расчет ведомого вала
Расчет производим аналогично п.10.1.
Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.
Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)
Изгибающий момент от осевой силы Fа будет:
         mа=[Faxd/2]:
         mа=138·160×10-3/2=11Н×м.
Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.
1åmАу=0
-RBy·(a+b)+Fr·a- mа=0
RBy=(Fr·0,042- mа)/ 0,084=(3176·0,042-11)/ 0,084=1457,04Н
Принимаем RBy=1457Н
2åmВу=0
RАy·(a+b)-Fr·b- mа=0
RАy==(Fr·0,042+ mа)/ 0,084=(3176·0,042+11)/ 0,084=1718,95Н
Принимаем RАy=1719Н
Проверка:
åFКу=0
RАy — Fr+ RBy=1719-3176+1457=0
         Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
         М1у=0;
         М2у= RАy·а;
         М2у=1719·0,042=72,2Нм;
         М2’у= М2у — mа(слева);
         М2’у=72,2-11=61,2Нм;
М3у=0;
М4у=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм.
Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)
1åmАх=0;
Fm·(a+b+с)-RВх·(a+b)- Ft·a=0;
5784·(0,042+0,042+0,086)-RВх·(0,042+0,042)-8725·0,042=0;
RВх=(983,3-366,45)/0,084;
RВх=7343,2Н
RВх»7343Н
2åmВх=0;
-RАх·(a+b)+Ft·b+Fм·с= 0;
RАх=(366,45+497,4)/0,084;
RАх=10284,2Н
RАх»10284Н
Проверка
åmКх=0;
-RАх+ Ft — Fm+RВх=-7343+8725-5784+10284=0
Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
         М1х=0;
         М2х= -RАх·а;
         М2х=-10284·0,042=-432Нм;
         М3х=- Fm ·с;
         М3х=-5784·0,086=-497Нм
М4х=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Мх.
Крутящий момент
ТI-I=0;
ТII-II=T1=Ft·d2/2;
ТII-II=698Нм
Определяем суммарные изгибающие моменты:
<shape id="_x0000_i1185" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image286.wmz» o:><img width=«134» height=«34» src=«dopb60216.zip» v:shapes="_x0000_i1185">
<shape id="_x0000_i1186" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image310.wmz» o:><img width=«160» height=«34» src=«dopb60228.zip» v:shapes="_x0000_i1186">
<shape id="_x0000_i1187" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image312.wmz» o:><img width=«103» height=«25» src=«dopb60229.zip» v:shapes="_x0000_i1187">
<shape id="_x0000_i1188" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image314.wmz» o:><img width=«163» height=«34» src=«dopb60230.zip» v:shapes="_x0000_i1188">
<shape id="_x0000_i1189" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image316.wmz» o:><img width=«113» height=«27» src=«dopb60231.zip» v:shapes="_x0000_i1189">
Определяем эквивалентные моменты:
         <shape id="_x0000_i1190" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image318.wmz» o:><img width=«134» height=«33» src=«dopb60232.zip» v:shapes="_x0000_i1190">
<shape id="_x0000_i1191" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image320.wmz» o:><img width=«158» height=«34» src=«dopb60233.zip» v:shapes="_x0000_i1191">
<shape id="_x0000_i1192" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image322.wmz» o:><img width=«111» height=«25» src=«dopb60234.zip» v:shapes="_x0000_i1192">
<shape id="_x0000_i1193" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image324.wmz» o:><img width=«161» height=«34» src=«dopb60235.zip» v:shapes="_x0000_i1193">
<shape id="_x0000_i1194" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image326.wmz» o:><img width=«111» height=«25» src=«dopb60236.zip» v:shapes="_x0000_i1194">
<shape id="_x0000_i1195" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image328.wmz» o:><img width=«158» height=«34» src=«dopb60237.zip» v:shapes="_x0000_i1195">
<shape id="_x0000_i1196" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image330.wmz» o:><img width=«110» height=«25» src=«dopb60238.zip» v:shapes="_x0000_i1196">
<imagedata src=«13275.files/image332.jpg» o:><img width=«534» height=«775» src=«dopb60239.zip» v:shapes="_x0000_i1197">
Рис.10 Эпюры изгибающих и крутящих моментов ведомого вала
По рис.10  видно, что наиболее опасным является сечение С-С ведомого вала.

11 Расчет валов на выносливость
По рис.9 и рис.10 видно, что наиболее опасным является сечение С-С ведомого вала, где эквивалентный момент более, чем в три раза больше, чем у ведущего вала. Поэтому расчет на выносливость проводим только для ведомого вала.
Определяем суммарный изгибающий момент в сечении С-С
<imagedata src=«dopb60240.zip» o:><img width=«217» height=«129» src=«dopb60240.zip» v:shapes="_x0000_i1198">
         Рис.11 Схема для определения суммарного изгибающего момента
                   <shape id="_x0000_i1199" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image335.wmz» o:><img width=«127» height=«34» src=«dopb60241.zip» v:shapes="_x0000_i1199">;                                                          (11.1)
                   <shape id="_x0000_i1200" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image337.wmz» o:><img width=«214» height=«34» src=«dopb60242.zip» v:shapes="_x0000_i1200">
Из табл.3 выбираем данные по шпонке:
Сечение шпонки b·h=20·12.
Глубина паза ваза t1=7,5мм
Диаметр вала dк3=71мм.
         Определяем осевой и полярный моменты сопротивления в сечении С-С вала с учетом шпоночного паза [1. табл.8.5]
                   <shape id="_x0000_i1201" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image339.wmz» o:><img width=«245» height=«52» src=«dopb60243.zip» v:shapes="_x0000_i1201">                                    (11.2)
                   <shape id="_x0000_i1202" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image341.wmz» o:><img width=«250» height=«52» src=«dopb60244.zip» v:shapes="_x0000_i1202">                                   (11.3)
<shape id="_x0000_i1203" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image343.wmz» o:><img width=«270» height=«48» src=«dopb60245.zip» v:shapes="_x0000_i1203">; <shape id="_x0000_i1204" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image345.wmz» o:><img width=«130» height=«29» src=«dopb60246.zip» v:shapes="_x0000_i1204">мм3;
<shape id="_x0000_i1205" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image347.wmz» o:><img width=«274» height=«48» src=«dopb60247.zip» v:shapes="_x0000_i1205">; <shape id="_x0000_i1206" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image349.wmz» o:><img width=«118» height=«29» src=«dopb60248.zip» v:shapes="_x0000_i1206">мм3:
Определяем напряжение изгиба в сечении С-С
         <shape id="_x0000_i1207" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image351.wmz» o:><img width=«93» height=«48» src=«dopb60249.zip» v:shapes="_x0000_i1207">;                                                                 (11.4)
<shape id="_x0000_i1208" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image353.wmz» o:><img width=«104» height=«49» src=«dopb60250.zip» v:shapes="_x0000_i1208">;      <shape id="_x0000_i1209" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image355.wmz» o:><img width=«93» height=«25» src=«dopb60251.zip» v:shapes="_x0000_i1209">;
Принимаем <shape id="_x0000_i1210" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image357.wmz» o:><img width=«93» height=«25» src=«dopb60251.zip» v:shapes="_x0000_i1210">.
Определяем напряжения кручения в сечении С-С
         <shape id="_x0000_i1211" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image358.wmz» o:><img width=«91» height=«49» src=«dopb60252.zip» v:shapes="_x0000_i1211">
         <shape id="_x0000_i1212" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image360.wmz» o:><img width=«98» height=«47» src=«dopb60253.zip» v:shapes="_x0000_i1212">;        <shape id="_x0000_i1213" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image362.wmz» o:><img width=«104» height=«24» src=«dopb60254.zip» v:shapes="_x0000_i1213">;
         Принимаем <shape id="_x0000_i1214" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image364.wmz» o:><img width=«90» height=«24» src=«dopb60255.zip» v:shapes="_x0000_i1214">.
         Определяем амплитудные и средние напряжения циклов перемен напряжений. По заданию вал неверсивный. Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу (рис.12), а напряжения кручения – по пульсирующему циклу (рис.13).
         <imagedata src=«13275.files/image366.jpg» o:><img width=«295» height=«184» src=«dopb60256.zip» v:shapes="_x0000_i1215">
         Рис.12 Цикл перемен напряжений изгиба
         <imagedata src=«13275.files/image368.jpg» o:><img width=«396» height=«182» src=«dopb60257.zip» v:shapes="_x0000_i1216">
         Рис.13 Цикл перемен напряжений кручения
Из рисунков следует:
— для перемен напряжений изгиба:
         sv=sи;         sм=0; sv=14МПа.
— для перемен напряжений кручения:
τv=τи=τк/2;  τv=τи=5МПа.
Определяем коэффициенты снижения выносливости в сечении С-С. Зубчатое колесо напрессовано на вал и шпонку по посадке с гарантированным натягом, тогда находим коэффициент нормальных напряжений.
έs и έτ – масштабные факторы
Учитывая примечание 2 [1, с.166 табл.8.7]
         <shape id="_x0000_i1217" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image370.wmz» o:><img width=«185» height=«48» src=«dopb60258.zip» v:shapes="_x0000_i1217">
         <shape id="_x0000_i1218" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image372.wmz» o:><img width=«175» height=«48» src=«dopb60259.zip» v:shapes="_x0000_i1218">            [1, с.166 табл.8.7]
         <shape id="_x0000_i1219" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image374.wmz» o:><img width=«180» height=«48» src=«dopb60260.zip» v:shapes="_x0000_i1219">;
         β – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности при высоте микронеровностей:
         Rа=0,32…2,5мкм;
         β =0,97…0,9;                                  [1, с.162]
         Принимаем β =0,92.
         Определяем коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям изгиба.                     [1, с.162]
                   <shape id="_x0000_i1220" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image376.wmz» o:><img width=«185» height=«69» src=«dopb60261.zip» v:shapes="_x0000_i1220">                                               (11.5)
                  <shape id="_x0000_i1221" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image378.wmz» o:><img width=«127» height=«68» src=«dopb60262.zip» v:shapes="_x0000_i1221">;  <shape id="_x0000_i1222" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image380.wmz» o:><img width=«63» height=«25» src=«dopb60263.zip» v:shapes="_x0000_i1222">.
         Коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла по касательным напряжениям ψs=0,1.
         Определяем коэффициент запаса усталостной прочности по нормальным напряжениям кручения.                          [1, с.164]
         <shape id="_x0000_i1223" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image382.wmz» o:><img width=«173» height=«69» src=«dopb60264.zip» v:shapes="_x0000_i1223">;                                                          (11.6)
         <shape id="_x0000_i1224" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image384.wmz» o:><img width=«146» height=«68» src=«dopb60265.zip» v:shapes="_x0000_i1224">;       <shape id="_x0000_i1225" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image386.wmz» o:><img width=«67» height=«25» src=«dopb60266.zip» v:shapes="_x0000_i1225">
         Определяем суммарный коэффициент запаса усталостной прочности в сечении вала С-С                                          [1, с.162]
         <shape id="_x0000_i1226" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image388.wmz» o:><img width=«140» height=«52» src=«dopb60267.zip» v:shapes="_x0000_i1226">                                                                           (11.7)
где [S]=1,5…5,5 – требуемый коэффициент запаса усталостной прочности [1, с.162]
         <shape id="_x0000_i1227" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image390.wmz» o:><img width=«137» height=«55» src=«dopb60268.zip» v:shapes="_x0000_i1227"> <shape id="_x0000_i1228" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image392.wmz» o:><img width=«58» height=«23» src=«dopb60269.zip» v:shapes="_x0000_i1228">
         Вывод: Расчетный коэффициент запаса усталостной прочности в пределах нормы, поэтому конструкцию вала сохраняем.

12 Расчет подшипников на долговечность
12.1 Расчет подшипников червяка на долговечность
Исходные данные
n2=652мин-1;
dп3=30мм;
RАy=2526Н;
RАх=512Н;
RBy=650Н;
RВх=1607Н;
<shape id="_x0000_i1229" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image394.wmz» o:><img width=«68» height=«24» src=«dopb60270.zip» v:shapes="_x0000_i1229">Н.
Определяем радиальные нагрузки, действующие на подшипники
         <shape id="_x0000_i1230" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image396.wmz» o:><img width=«152» height=«32» src=«dopb60271.zip» v:shapes="_x0000_i1230">;                                                     (12.1)
<shape id="_x0000_i1231" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image398.wmz» o:><img width=«171» height=«28» src=«dopb60272.zip» v:shapes="_x0000_i1231">;  <shape id="_x0000_i1232" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image400.wmz» o:><img width=«121» height=«23» src=«dopb60273.zip» v:shapes="_x0000_i1232">
Здесь подшипник 2 – это опора А в сторону которой действует осевая сила Fа (рис.9).
<shape id="_x0000_i1233" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image402.wmz» o:><img width=«152» height=«32» src=«dopb60274.zip» v:shapes="_x0000_i1233">;
         <shape id="_x0000_i1234" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image404.wmz» o:><img width=«173» height=«32» src=«dopb60275.zip» v:shapes="_x0000_i1234">;  <shape id="_x0000_i1235" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image406.wmz» o:><img width=«125» height=«23» src=«dopb60276.zip» v:shapes="_x0000_i1235">
         Назначаем тип подшипника, определив отношение осевой силы к радиальной силе того подшипника, который ее воспринимает (здесь подшипник 2)
         <shape id="_x0000_i1236" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image408.wmz» o:><img width=«80» height=«45» src=«dopb60277.zip» v:shapes="_x0000_i1236">;
         <shape id="_x0000_i1237" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image410.wmz» o:><img width=«105» height=«45» src=«dopb60278.zip» v:shapes="_x0000_i1237">;
Так как соотношение больше 0,35, то назначаем роликовый конический однорядный подшипник средней серии по dп3=30мм.
Подшипник № 7306, у которого:
         Dn2=72мм;
         Вn2=21мм;
         С0=40кН – статическая грузоподъемность;
         С=29,9кН – динамическая грузоподъемность
е=0,34 – коэффициент осевого нагружения;
У=1,78 – коэффициент при осевой нагрузке  [1,c.402, табл.П7].
Определяем коэффициент Х при радиальной нагрузке [1,c.212, табл.9.18] в зависимости от  отношения
<shape id="_x0000_i1238" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image412.wmz» o:><img width=«36» height=«45» src=«dopb60279.zip» v:shapes="_x0000_i1238">;
где V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца V=1.
<shape id="_x0000_i1239" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image414.wmz» o:><img width=«135» height=«45» src=«dopb60280.zip» v:shapes="_x0000_i1239">
Тогда Х=0,4.
Изображаем схему нагружения подшипников. Подшипники устанавливаем враспор.
                   <imagedata src=«13275.files/image416.jpg» o:><img width=«321» height=«137» src=«dopb60281.zip» v:shapes="_x0000_i1240">
                   Рис.14 Схема нагружения вала-червяка
         Определяем осевые составляющие от радиальных нагрузок
                   S=0,83×e×Fr                             [1,c.216]
         S1=0,83×0,34×1733;       S1=489Н;
         S2=0,83×0,34×2577;       S2=727Н.
         Определяем осевые нагрузки, действующие на подшипники.
                   FaI=S1;
FaII=S2 +FaI;
FaI=489Н;
FaII=489+723;      FaII=1216Н.
         Определяем эквивалентную нагрузку наиболее нагруженного подшипника II
Fэ2=(Х×V×Fr2+У×FaII)×Kd×Kτ;             
где Kd — коэффициент безопасности;
         Kd =1,3…1,5                                   [1,c.214, табл.9.19];
принимаем Kd =1,5;
Kτ – температурный коэффициент;
Kτ =1 (до 100єС)                             [1,c.214, табл.9.20];
         Fэ2=(0,4×1×2577+1,78×1216)×1,5×1;  Fэ2=3195Н=3,2кН
         Определяем номинальную долговечность роликовых подшипников в часах
                   <shape id="_x0000_i1241" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image418.wmz» o:><img width=«131» height=«53» src=«dopb60282.zip» v:shapes="_x0000_i1241">           [1,c.211];                                (12.2)
.
         Подставляем в формулу (12.2):
         <shape id="_x0000_i1242" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image420.wmz» o:><img width=«151» height=«51» src=«dopb60283.zip» v:shapes="_x0000_i1242">;      <shape id="_x0000_i1243" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image422.wmz» o:><img width=«76» height=«24» src=«dopb60284.zip» v:shapes="_x0000_i1243">ч.
         По заданию долговечность привода Lhmin=10000ч.
        
 В нашем случае Lh> Lhmin, принимаем окончательно для червяка подшипник 7306.
12.1 Расчет подшипников тихоходного вала на долговечность
Исходные данные
n2=65,2мин-1;
dп3=60мм;
RАy=1719Н;
RАх=10284Н;
RBy=1457Н;
RВх=7343Н;
<shape id="_x0000_i1244" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image424.wmz» o:><img width=«59» height=«24» src=«dopb60285.zip» v:shapes="_x0000_i1244">Н.
Определяем радиальные нагрузки, действующие на подшипники (12.1)             
<shape id="_x0000_i1245" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image426.wmz» o:><img width=«177» height=«28» src=«dopb60286.zip» v:shapes="_x0000_i1245">; <shape id="_x0000_i1246" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image428.wmz» o:><img width=«123» height=«23» src=«dopb60287.zip» v:shapes="_x0000_i1246">
Здесь подшипник 2 – это опора А в сторону которой действует осевая сила Fа (рис.10).
<shape id="_x0000_i1247" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image402.wmz» o:><img width=«152» height=«32» src=«dopb60274.zip» v:shapes="_x0000_i1247">;
         <shape id="_x0000_i1248" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image430.wmz» o:><img width=«187» height=«32» src=«dopb60288.zip» v:shapes="_x0000_i1248">;         <shape id="_x0000_i1249" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image432.wmz» o:><img width=«131» height=«23» src=«dopb60289.zip» v:shapes="_x0000_i1249">
         Назначаем тип подшипника, определив отношение осевой силы к радиальной силе того подшипника, который ее воспринимает (здесь подшипник 2)
         <shape id="_x0000_i1250" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«13275.files/image434.wmz» o:><img width=«85» height=«45» src=«dopb60290.zip» v:shapes="_x0000_i1250">;
    продолжение
--PAGE_BREAK--