6. Расчет редуктора:

Исходя из конструктивных соображений в редукторе будут использоваться цилиндрические зубчатые колёса, выполненные без смещения. Материал колёс – Сталь 40Х ГОСТ 45453-71, при изготовлении колёс использовалась термическая обработка – объёмная закалка, что обеспечило твёрдость зубьев 45–55 HRC.

Передаточное число i=1,875 , из чего следует, что зацепление в редукторе одно.

Примем количество зубьев для ведущего колеса =82,тогда число зубьев ведомого колеса:

=i* =1,875*82=150.

Модуль зацепления , тогда делительные диаметры зубчатых колес будут равны :

.

Диаметры впадин зубьев:

Диаметры окружности вершин зубьев:

Межосевое расстояние:

7. Расчёт работоспособности вала:

В

45

51

результате проектировочного расчёта мы определили необходимые диаметры вала. Проверочный расчёт валов проводится на статическую прочность, а также на жёсткость. Основными нагрузками на валы являются силы в зубчатых передачах. Влияние веса вала и насаженных деталей в данных передачах не учитываются. Силы трения в подшипнике также не учитываются.

B

w

А

а)Расчёт на статическую прочность:

Определим окружные, радиальные и осевые силы, действующие на вал от зубчатых передач.

Цилиндрическая передача:

где .

Горизонтальная плоскость:

Вертикальная плоскость:

Наибольшее значение суммарно изгибающего момента:

Эквивалентный момент:

Определим допустимый диаметр вала:

где [σ] =124 МПа – допустимое напряжение при изгибе для стали 50Х.

Из конструктивных соображений принимаем вал, диаметр которого 12 мм.

12 > 6,8 (мм), значит статическая прочность вала обеспечена.

б)Расчёт валов на жёсткость:

Различают изгибную и крутильную жесткость.

Изгибная жёсткость обеспечивается при выполнении условий:

f≤[f] и ≤[ ] , где

[f] и [ ] – допустимые прогибы и углы наклона упругих линий валов.

Крутильная жёсткость оценивается углом закручивания:

= =0,000152◦ ≤ [φ] ,

где [φ] =1,8◦,

G=8*10⁴ – модуль сдвига,

I_p=0,1d⁴ =0,1* =2073 – полярный момент инерции.

Прогиб в месте воздействия силы:

f = = 0,1≤ [f], где [f] = 0,2.

Жёсткость вала обеспечена.

8. Расчет грузоподъемности подшипников качения:

Пригодность подшипника, установленного в опоре, оценивается по динамической С и статической грузоподъёмности в зависимости от требуемой долговечности.

Для радиальных и радиально-упорных подшипников под эквивалентной динамической нагрузкой Р понимают такую постоянную радиальную нагрузку, которая при приложении её к подшипнику качения с вращающимся внутренним кольцом и неподвижным наружным обеспечивает такую долговечность подшипника, которую он будет иметь при нагружении и вращении в условиях эксплуатации.

=(X*V* +Y* )*k_T*k_δ,

где x – коэффициент радиальной нагрузки,

υ – коэффициент, учитывающий какое кольцо вращается (для внутреннего 1),

F_r – радиальная нагрузка на подшипник,

y – коэффициент осевой нагрузки,

F_a – осевая нагрузка на подшипник с учётом осевой составляющей от действия радиальной нагрузки,

k_T – коэффициент, учитывающий температуру подшипника (при t<100ºC, k_T=1),

k_δ – коэффициент безопасности (нагрузка с лёгкими толчками и кратковременными перегрузками до 125% номинальной нагрузки, k_δ=1,1).

В качестве исходных данных для выбора подшипника принимаем:

Радиальные нагрузки в опорах А и В (из расчета вала) ,суммарная осевая нагрузка ,действующая на вал , рекомендуемый внутренний диаметр подшипника (из конструктивного оформления вала d=8 (мм)), частота вращения вала, продолжительность работы передачи =4672 часов), динамика изменения внешней нагрузки, температура подшипникового узла, серия диаметров сверхлегкая, серия ширин нормальная ).

Для выбранного подшипника (d=8 (мм)- внутренний диаметр подшипника, D=16 (мм) - наружный диаметр подшипника, B = 4(мм) - ширина подшипника, С=1330 и =510-грузоподъемность) из каталога подшипника определяем соотношение =0,0003, тогда коэфициент е = 0,19. Теперь находим соотношение = =0,0016 (V=1, поскольку вращается внутреннее кольцо по отношению к направлению нагрузки). Как видно, e > , тогда коэффициент радиальной нагрузки Х=1, а коэффициент осевой нагрузки Y=0.

Эквивалентная динамическая нагрузка :

Р=(1*1*108,55+0*122,69)*1*1,1=119,4 (Н) .

Найдем динамическую радиальную грузоподьемность:

=882 (Н), (р=3 для шарикоподшипников).

Т.о. С ≥ , значит подшипник подобран правильно.