Проверка долговечности подшипника
Ведущий вал. Из предыдущих расчетов имеем 
и 
; 
; из первого этапа компоновки 
.
Реакции опор:
вертикальная плоскость:
в плоскости XZ
В плоскости YZ
Проверка: 
.
Суммарные реакции:
Намечаем радиальные шариковые подшипники 304 (табл. П3)[1]:
; 
; 
; С=1939 кН и С0=7,8 кН.
Эквивалентная нагрузка по формуле (9.3)[1]
,
в которой радиальная нагрузка Pr1=500H; осевая нагрузка Pa=0H; V=1 (вращается внутреннее кольцо); Кб=1 (табл. 7.2)[1]; Кт=1.05.
Отношения 
;
Отношение 
.
Расчетная долговечность, млн. об. :
Расчетная долговечность, ч,
.
Ведомый вал.Из первого этапа компоновки 
и 
; 
Реакции опор:
В плоскости XZ
Проверка:
В плоскости YZ
Проверка:
Суммарные реакции:
;
.
Выбираем подшипник по более нагруженной опоре 3.
Шариковые радиальные подшипники 307 средней серии(см.П3):
; 
; 
; С=33,2 кН и С0=18 кН.
Отношения 
;
Отношение 
Расчетная долговечность, млн. об. :
Расчетная долговечность, ч,
;
Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников принимают от 36 000 ч (таков ресурс самого редуктора) до 10 000 ч (минимально допустимая долговечность подшипника). В нашем случае подшипники ведомого вала 304 имеют ресурс 
, а подшипники ведомого вала 307 имеют 
.
Строим эпюры:
Ведущий вал:
Ведомый вал:
10. Второй этап компоновки редуктора
Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.
Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее. Шестерню выполняем за одно целое с валом.
Конструируем узел ведущего вала:
а) наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстояние 
. Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения;
б) между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их концы должны выступать внутрь корпуса на 1-2мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники (Ø40мм). Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников;
в) вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной 1мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем говорит вырыв на плоскости разъема.
Используем фетровые уплотнения, т. к. допускаемое значение скорости <5м/с.
г) переход вала Ø40мм к присоединительному концу Ø32мм выполняют на расстоянии 10-15мм от торца крышки подшипника.
Длина присоединительного конца вала Ø32мм определяется длиной шкива.
Аналогично конструируем узел ведомого вала.
На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5-10мм меньше длин ступиц.
Непосредственным измерением уточняем расстояния между опорами и расстояния, определяющие положение зубчатых колес относительно опор. При значительном изменении этих расстояний уточняем реакции опор и вновь проверяем долговечность подшипников.
11. Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78.
Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности по формуле (6.22)[1]
Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице 
, при чугунной ступице 
Ведущий вал
; 
; 
Условие 
выполнено.
Ведомый вал
; 
; 
; длина шпонки 
; момент на ведущем валу 
;
Условие 
выполнено.
12. Уточненный расчет валов
Примем, что нормальные напряжения от изгиба измеряются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности n опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [n]. Прочность соблюдена при n³[n].
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Ведущий вал.
Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термообработка ¾ улучшение.
По табл. 3.3 при диаметре заготовки до 90мм (в нашем случае da1=78,96 мм) среднее значение 
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба
.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
Сечение А–А. В этом сечении при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту возникают только касательные напряжения. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности
,
где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла
.
При d=32 мм; b=10 мм; t1=5 мм
;
.
Принимаем 
, 
и 
.
После подстановки
.
Такой большой коэффициент запаса прочности объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для согласования по размеру с диаметром вала электродвигателя.
По той же причине проверять прочность в сечениях Б–Б и В–В нет необходимости.
Ведомый вал.
Материал вала – сталь 45 нормализованная, 
.
Пределы выносливости 
и 
.
Сечение А–А.
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости
;
изгибающий момент в вертикальной плоскости
;
суммарный изгибающий момент в сечении А–А
.
Момент сопротивления кручению ( 
; 
; 
)
.
Момент сопротивления изгибу
.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
.
Амплитуда нормальных напряжений изгиба
; среднее напряжение 
.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
.
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А–А
.
13. Посадки зубчатого колеса, звездочки и подшипников
Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл. 8.11[1].
Посадка зубчатого колеса на вал Н7/р6 по ГОСТ 25347-82.
Посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора Н7/h6.
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала к6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.
Остальные посадки назначаем, пользуясь данными табл. 8.11[1].
14. Выбор сорта масла
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны Vм определяем из расчета 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности: 
.
По табл. 10.8[1] устанавливаем вязкость масла. При скорости 
рекомендуемая вязкость 
.Принимаем масло индустриальное И-30А по ГОСТ 29799-75.
Подшипники смазываем пластичной смазкой, которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняют через пресс-масленки. Сорт смазки – УТ-1.
15. Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100° С;
в ведомый вал закладывают шпонку 18´11´50 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка корпуса и крышки спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок; регулируют тепловой зазор, подсчитанный по формуле (7.1)[1]. 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 ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают звездочку и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
Список используемой литературы
1.Курсовое проектирование деталей машин: Учебно-справочное пособие для
ВУЗов / С.А.Чернавский и др.-М.: Машиностроение, 1984.
2 Шейнблид А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для техникумов.-М.: Высшая школа, 1991.
Батманов А.В. гр. Т-32
Незаконное копирование тиражирование преследуется по закону All right received
