Курсовая. Пояснительная записка. Ростовский государственный университет путей сообщения (фгбоу во ргупс)

• Название: Ростовский государственный университет путей сообщения (фгбоу во ргупс)
• Анкор: Курсовая
• Дата: 14.09.2022
• Размер: 1.98 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.docx
• Тип: Пояснительная записка; #677157
• страница: 6 из 6

8 Провер ка долговечности подшипника

Ведущий вал I.

Намечаем радиальные шариковые подшипники 310: d= 50 мм, D= 110 мм,

В= 27 мм, С= 65,8 кН и С_о= 36 кН.

Эквивалентная нагрузка по формуле: Р_э= v∙F_r∙K_б∙K_T в которой радиальная нагрузка F_r= 703,54 Н, v= 1 (вращается внутреннее кольцо); коэффициент безопасности K_б= 1; К_т = 1,05 (см. т. 9,20)

Р_э= 1∙703,54∙1∙1,05 = 928,82 Н

Расчётная долговечность, млн. об:





Расчётная долговечность, ч


Ведомый вал II.

Намечаем радиальные шариковые подшипники 310: d= 50 мм, D= 110 мм,

В= 27мм, С= 65,8 кН и С_о= 36 кН.

Эквивалентная нагрузка по формуле Р_э= v∙F_r∙K_б∙K_T в которой радиальная нагрузка F_r= 2131,95 Н, v= 1 (вращается внутреннее кольцо); коэффициент безопасности K_б= 1; К_т = 1,05 (см. т. 9,20)

Р_э= 1∙2131,95∙1∙1,05 = 2238,54 Н

Расчётная долговечность, млн. об:

,



Расчётная долговечность, ч



Ведомый вал III.

Намечаем радиальные шариковые подшипники 219: d= 95 мм, D= 170 мм,

В= 32 мм, С= 115 кН и С_о= 74 кН.

Эквивалентная нагрузка по формуле Р_э= v∙F_r∙K_б∙K_T в которой радиальная нагрузка F_r= 2002,56 Н, v= 1 (вращается внутреннее кольцо); коэффициент безопасности K_б= 1,2; К_т = 1,05

Р_э= 1∙2002,56∙1,2∙1,05 = 2523,23 Н

Расчётная долговечность, млн.об (ф. 9,1)

,



Расчётная долговечность, ч


Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников может превышать 36000 ч (таков ресурс самого редуктора), но не должен быть менее 18 000 ч (минимально допустимая долговечность подшипника). В нашем случае подшипники ведущего вала 310 имеют ресурс L_h≈ 8,15∙10⁶ ч, а подшипники ведомых валов 310 и 219 имеют ресурс L_h≈ 2,3∙10⁶ и L_h≈ 43,38∙10⁶.

9 Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360 – 78

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности по формуле



Допускаемые напряжения смятия: при стальной ступице [G_CM]= 100...120 МПа.

Ведущий вал I: d= 48 мм; b×h= 14×9 мм; t₁= 5,5 мм, длина шпонки 56 мм (при длине ступицы 60 мм);



Ведомый вал II: d= 60 мм; b×h= 18×11 мм; t₁= 7 мм, длина шпонки 70 мм (при длине ступицы 80 мм);



Ведомый вал III. Проверяем шпонку под зубчатым колесом: d= 100 мм; b×h= 28×16 мм; t₁= 10 мм, длина шпонки 100 мм (при длине ступицы 150 мм);



Условие прочности выполнено.

10 Уточнённый расчёт валов

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений в сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s≥[s].

Будем проводить расчёт для предположительно опасных сечений вала.

Ведущий вал.

Материал вала тот же, что и для шестерни Ст 45, термическая обработка – улучшение.

По т. 3.3 при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае d_a1 = 50 мм) среднее значение G_в= 780 МПа. Придел выносливости при симметричном цикле изгиба: G_-1= 0,43∙G_в = 0,43∙780 = 335,4 МПа.

Придел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений: τ_-1= 0,58G_-1= 0,58∙335,4= 194,5 МПа.

Сечение А – А. это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности:



где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

;

при d=48 мм; b=14 мм; t₁=5,5 мм по т. 8.5,

;

;

Принимаем k_τ= 1,68 (см. т. 8,5), E_τ= 0,83 (см. т. 8,8) и ψ_τ= 0,1 (см. стр. 166),


ГОСТ 16162-78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки должна быть 2,5√Т_б при 25∙10³ Н∙мм <Т_б< 250∙10³ Н∙мм.

Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l=32.5 мм, получим изгибающий момент в сечении А – А от консольной нагрузки М=

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям





Момент сопротивления изгибу

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

;

Принимаем k_G= 1,78 [см. т. 8,5, 1], E_G= 0,92 [см. т. 8,8. 1].
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:



Результирующий коэффициент запаса прочности:



Получился близким к коэффициенту запаса S_τ= 9,64. Это свидетельствует о том, что учет консольной нагрузки не вносит существенных изменений.

Такой большой коэффициент запаса прочности, S = 9,64, объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя.

По той же причине проверять прочность в сечениях Б-Б и В-В нет необходимости.

11 Подбор муфты

Между валом электродвигателя и ведущим валом редуктора согласно задания устанавливаем упругую муфту.

Муфту подбираем по частоте вращения и крутящему моменту I-ого вала.

T₁= 101,66 Н·м, n₁= 727,5 об/мин.

Выбираем упругую торообразную муфту Тип 1, исполнение 1, «Муфта 1-315-48-1-1У2 ГОСТ Р 50892-96», со следующими характеристиками:

T = 315 Нм, n_Max = 2460 мин^-1, D = 48 мм, D = 250 мм, L₁ = 82 мм, L=260 мм.



Рисунок 10 – Муфта упругая с торообразной оболочкой по ГОСТ Р 50892-96:

1 – полукольцо прижимное, 2 – кольцо соединительное, 3 – полумуфта,

4 – оболочка

12 Посадки зубчатых колес и подшипников качения

Посадки назначаются по ГОСТ 25346-2013 (ISO 286-1:2010):

Посадка зубчатых колес на валы - ;

Посадка распорных втулок - ;

Посадки подшипников качения осуществляют: в корпус – в системе вала, на вал – в системе отверстия. Предельные отклонения присоединительных размеров D и D не зависят от посадок. Поле допуска размера D наружного кольца является основным валом и обозначается буквой L с указанием класса точности подшипника L0, предельные отклонения D зависят от типа и класса точности подшипника. Поле допуска размера D внутреннего кольца является основным отверстием и обозначается прописной буквой L и классом точности.

Посадка внутреннего кольца подшипников качения на валы - отклонение вала .

Посадка наружного кольца подшипников качения на валы- отклонение отверстия .

Посадки манжет резинометаллических - ;

Посадка муфты и шкива - .

13 Выбор смазочного материала

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10мм. Объем масляной ванны V определяем из расчета 0,25дм³ масла на 1кВт передаваемой мощности: V=0,25·7,0= 1,75 дм³

По т.10.8 [1] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях G_н^б=420,6 МПа, G_н^т=354 МПа и скоростях V₁=2,17 м/с и V₂=0,95 м/с соответственно, рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28·10^-6 м²/с . По табл.10.10 принимаем масла индустриальное И – 30А (по ГОСТ 20799 – 75). Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ – 1 ГОСТ 1957 – 73.

14 Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов. На ведущий вал I насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 ^оС, в ведомый вал II закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала, затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле. В ведомый вал III закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала и выполняют те же операции, что выполняют для ведомого вала I.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого на ведомые валы II, III надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.

Далее на конец ведущего вала в шпоночную канаву закладывают шпонку, устанавливают муфту

Затем вворачивают пробку сливного отверстия с прокладкой.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Заключение

При выполнении курсовой работы были определены геометрические размеры валов, зубчатых колес и элементов редуктора: передаточное число первой ступени редуктора – 4,0 второй ступени редуктора – 5,0. Ведущий вал двухступенчатого цилиндрического редуктора выполним за одно целое с шестерней быстроходной ступени, из-за незначительной разницы диметров вала. Диаметр ведущего вала был увеличен для удобства соединения с валом приводного электродвигателя посредством муфты упругой. Выбраны подшипники в соответствии с расчетами валов.

Выбран асинхронный электродвигатель 4A160М8УЗ мощностью 11,0 кВт. Выбрана упругая муфта с торообразной оболочкой 200-40-1 по ГОСТ 20884-82

Список используемой литературы

1. 
   Курсовое проектирование деталей машин / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. - 3-е изд., перераб. и доп. - М: ИНФРА, 2012. - 414 с.
   
2. 
   Иванов М.Н. Детали машин: Уч. для машиностр. спец. Вузов / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов - 12-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2008. - 408 с.
   
3. 
   Дунаев П.Ф., Леликов О Л. Конструирование узлов и деталей машин. - М.:Академия, 2003 – 496 с.
   
4. 
   Эрдеди А.А., Эрдеди Н.А. Детали машин. - М.: Академия, 2003.
   
5. 
   Ряховский О.А., Кныпин А.В. детали машин. -М.: Дрофа, 2002.
   
6. 
   Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. - Мн.: УП «Технопринт», 2001. - 290 с.
   
7. 
   Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / Под ред. В.И. Анурьева. В 3-х т. – 8-е изд., перераб. И доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001.
   

Приложение Б