ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Расчет выходного (третьего) вала редуктора

1 2 34

Реакции опор и эпюры нагружения тихоходного вала

Как видно из рис.9, расположение цепной передачи относительно редуктора в этом примере не совпадает с указанной в [1] для схемы №6.

В разработанной конструкции редуктора (рис.7.14[2]) тихоходный вал опирается на два радикальных шарикоподшипника, установленных "враспор". При этом расчетные точки Д и С принимаются в середине подшипников, как показано на схеме, приведенной в верхней части рис.9. Этот рисунок соответствует вращению входного вала против часовой стрелки. Требуемые расчетные расстояния l₇=146 мм; 1₈=54 мм берутся из эскизного проекта редуктора, а расстояние 1₉=85 мм - с учетом расположения звездочки цепной передачи и муфты предельного момента на тихоходном валу. Рекомендации по выбору 1₉ даны в табл.7.1 [2].

Составляющие силы от цепной передачи на вал (рис.2)

а)Вертикальная составляющая

б)Горизонтальная составляющая

Реакции опор от сил в зацеплении колес и от цепной передачи

а) В плоскости XOY

Проверка

Реакции найдены правильно.

б)Плоскость XOZ

Проверка

Реакции найдены правильно.

в)Результирующие радиальные реакции в опорах

г) Внешняя осевая сила действует в направлении опоры С, подшипники установлены «враспор»:

Так как в опорах D и С использованы радиальные подшипники, то составляющих S_D и S_C от радиальных нагрузок на опоры нет.

Построение эпюр изгибающих моментов

а)Плоскость XOY (рис.9)

Сечения Dи И:

Сечение VI слева:

Рис. 9

Сечение VI справа:

Сечение C (VII):

б)ПлоскостьXOZ
Сечения Dи И:

Сечение VI:

Сечение C (VII):

в)Суммарные изгибающие моменты в сечениях VI и VII

Расчет подшипников тихоходного вала на заданный ресурс

Эквивалентная радиальная нагрузка

, где

(смотри пункт 2.2.1.).

Так как в двух опорах D и С использованы одинаковые радиальные шариковые подшипники № 211, ГОСТ 8338-75, то расчет производим только подшипника опоры «С», которая воспринимает наибольшие радиальную

и осевую нагрузки.

Подшипник № 211 имеет: d = 55 мм; D = 100 мм; В = 21 мм;

Отношение . Этой величине (по табл. 17.1. [5]) соответствует е = 0,287 (получаем, интерполируя).

Отношение .

Следовательно, по табл.7.2 [3] X=1 и Y=0.

Эквивалентная динамическая нагрузка с учетом переменного режима нагружения по графику рис.1.2 [2]:

Расчетная долговечность подшипника с вероятностью безотказной работы 90%

Приa₁=1,a₂₃=0,75 [3,c.117],n₃=47,6мин¹,

Так как , то примененная методика расчета правильная.

Проверочный расчет тихоходного вала на прочность

Эскиз конструкции вала показан на рис.10. Диаметры основных сечений вала назначены нa основании проектировочных расчетов ([2], пункт 7.2.3), базирующихся на материале сталь 40Х, улучшенной. Для этого материала

Рис. 10. Эскиз конструкции тихоходного вала

Ресурс подшипников при назначенном d=55 мм выше заданного t=3000 часов. Необходимо так же убедиться в прочности шпоночных соединений.

а) проверка шпоночных соединений на смятие:

- в сечении VI-VI «Шпонка 18х11х70 ГОСТ 23360-78» из чистотянутой стали 45, ; при стальных валах и ступице из стали 40Х

[5,с.131], [4,с.133];

- в сечении VIII-VIII, после разработки конструкции муфты, принята «Шпонка 14х9х80 ГОСТ 23360-78».

(однако более целесообразно в этом сечении применить шлицевое соединение, удобное для монтажа-демонтажа муфты).

б) Расчет вала на статистическую прочность при редко действующих перегрузках .

В учебном проектировании необходимо рассчитывать вал только в двух сечениях – самом тонком и самом нагруженном. По эпюрам нагружения (рис.9) самым нагруженным является сечение VI-VI, где , а самым тонким – сечение VIII-VIII, нагруженное только вращающим моментом

По энергетической теории прочности эквивалентное напряжение в точке наружного волокна сечения VI-VI определяют по формуле:

где

Коэффициент запаса по пределу текучести

[3,c.184].

В сечении VIII-VIII:

в) Расчет на сопротивление усталости (механические характеристики стали 40Х смотри выше)

При столь значительном запасе статической прочности вначале проверим, есть ли необходимость в расчете на усталостную прочность (если выполняется условие , то такой необходимости нет [4,c.440]).

В сечении VI-VI:

[3,табл. 10.7];

при неприменении поверхностного упрочнения,

- эффективный коэффициент концентрации напряжений от наиболее опасного фактора, которых в этом сечении три: шпоночная канавка =2,32[3,табл.10.11], ступенчатый переход с галтелью =2,5 [3,табл.10.10] и небольшой натяг, возможный при переходной посадке H7/k6

[3,табл.10.13].

То есть .

Тогда Если учесть, что студенту может быть задан вариант соединения колеса с валом посадкой с гарантированным натягом, обеспечивающим передачу всей нагрузки, значение вполне реально.

Расчет на сопротивление усталости:

( подсчитаны выше); (при нереверсивном приводе принимают ); [3,табл. 10.2];

Тогда

В сечении VIII-VIIIодноосное напряжение состояния. Поэтому сразу (без оценки целесообразности) проводим расчет на сопротивление усталости:

где (см.выше);

(для часто реверсируемого привода);

источник концентрации напряжений один-шпоночная канавка (или шлицы), [3,табл. 10.11];

[3,табл.10.7] [3,табл.10.8];

Если условие прочности не выполняется, то можно увеличить диаметр вала или назначить один из видов упрочнения поверхности [3,табл. 10.9].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мещерин В.Н., Абрамов В.Н. Методические указания изадания к курсовому проекту по деталям машин. –М.: МГСУ,2009 г.

2. Абрамов В.Н. Мещерин В.Н. Проектирование привода машин. Учебное пособие. –М.: МГСУ,2009 г.

3. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин : учебное пособие для студ. высш. учебн. заведений / П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов.-10-е изд., стер.-М.:Издательский центр «Академия», 2007.-496с.

4. Детали машин: Учеб. для вузов / Л.А. Андриенко, Б.А. Байков, Н.К. Ганулич и др.; Под.ред. О.А. Ряховского.-М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002.-544с.

5. Решетов Д.Н. Детали машин: Учеб. для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов.-4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1989.-496с.:ил.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Ниже представлены объемные расчетные схемы редукторов, базирующихся на конструкциях, приведенных на рис.7.8…7.15 [2]. Схемы нагружения (рис.11…16) промежуточных и тихоходных валов этих редукторов могут быть использованы студентами при выполнении курсового проекта по деталям машин [1]. Схем нагружения входных валов на рис.11…16 нет, они не представляют трудностей для студентов. Не показаны так же эпюры осевых нагрузок, так как они во многом зависят от расчетных значений этих составляющих.

Рис.11

Рис. 12

Рис. 13

Рис. 14

Рис.15

Рис.16

1 2 34