Редуктор цилиндрический двухступенчатый (стр. 4 из 5)

Приведенные моменты:

Н×мм,

Н×мм,

Н×мм.

Номинальные приведенные напряжения:

МПа,

МПа,

МПа.

При таких напряжениях вал можно изготовить из стали 45 или стали 40Х с улучшением.

15. Подшипники качения

Частота вращения валов редуктора:

об/мин, об/мин

Подшипники быстроходного вала. Принимаем предварительно для назначенного ранее диаметра в опорах d_A=d_B=60 мм (п. 12) «плавающие» подшипники с короткими цилиндрическими роликами радиальные средней серии 32310, ГОСТ 8328-75, с допускаемой динамической грузоподъемностью С=88000 Н.

Приведенная нагрузка Q=R×K_¶.

Наибольшая радиальная нагрузка на подшипник в опоре А (п. 12)

Н.

Принимаем коэффициент динамичности при легких толчках K_¶=1.3.

Получаем Q=4624×1.3=6011,2 Н.

Номинальное число миллионов оборотов подшипника

млн.об.

Номинальный срок службы подшипника

ч

более допускаемого срока 10000 ч.

Принимаем окончательно подшипник 32312 с параметрами (рис. 7):

d=50 мм, D=110 мм, B=27 мм, C=88000 Н.

Подшипник промежуточного вала.

Для принятых ранее d_A=d_B=74 мм (п. 13) назначаем предварительно конические роликоподшипники 7315, с допускаемой динамической грузоподъемностью С=180000 Н и параметром е=0.33.

Наибольшая радиальная нагрузка (п. 13) в опоре А: R_А=11941 Н.

На ту же опору действует осевая сила F_x2' и осевая реакция S_B опоры В. Поэтому полная осевая нагрузка опоры А

A_A=F_x2'+S_B=F_x2'+0.83×e×R_B=7728+0.83×0.33×11620=10911Н.

Так как

>e, то приведенная нагрузка Q=(RX+AY)×K_¶.

Для подшипника 7309 коэффициенты X=0.4, Y=1,83;

Q=(11941×0.4+10911×1,83)×1.3=32167 Н.

Номинальное число миллионов оборотов подшипника

млн.об.

Номинальный срок службы подшипника

ч,

что также более 10000 ч, и для промежуточного вала приняты конические роликоподшипники средней серии 7315 с параметрами (рис. 7):

d=75 мм, D=160 мм, T=40 мм, С=180000 Н.

Подшипники тихоходного вала.

Для принятых ранее (п. 14.1) d_A=d_B=110 мм назначаем предварительно конические роликоподшипники 7522, с допускаемой динамической грузоподъемностью С=300000 Н и параметром е=0.39.

Из сопоставления нагрузок опор А и В видно, что более нагружена опора В, для которой R_B=16574 Н, A₃=S_B=0.83×e×R_B=5423H.

Отношение

<е, поэтому X=1, Y=0 и приведенная нагрузка Q=R×K_¶=16574×1.3=21546 Н.

Номинальное число миллионов оборотов подшипника

млн. об.

Номинальный срок службы

ч., также более 10000.

Окончательно приняты конические роликоподшипники легкой широкой серии 7514 с параметрами (рис. 7):

d=110 мм, D=200 мм, T=56 мм, С=300000 Н.

16. Шпоночные соединения

Соединения выполняются на шпонках призматических, ГОСТ 23360-78 и шпонках призматических высоких, ГОСТ 10748-79 с плоскими торцами. Проверка выполняется по следующим формулам. Усилие, действующее на шпонку (рис. 8)

, (16.1)

высота поверхности смятия в ступице

,

напряжение смятия

. (16.2)

Расчетная длина l_p шпонки с плоскими торцами равна длине шпонки.

Для нагрузки с умеренными толчками можно принимать

МПа

Таблица 16.1 – Шпоночные соединения

Место	Хвостовик быстроходного вала	Посадочное место колеса 2	Посадочное место колеса 3	Хвостовик тихоходного вала
d, мм T, Н×мм F, Н Тип шпонки b´h´l, мм t1, мм S, мм K, мм sсм, МПа	45 209·103 9289 ГОСТ 23360-78 14´12´100 14 0.5 13,5 69	80 892·103 22300 ГОСТ 10748-79 22´20´90 12 0.7 11,3 82	120 3150·103 52500 ГОСТ 10748-79 120´28´200 17 0,7 16,3 90	100 3150·103 63000 ГОСТ 23360-79 28´25´250 15 0.7 14,3 86

17. Проверка запасов выносливости валов

Расчетные приведенные напряжения (п.п. 12.5, 13.4, 14.5) близки к допускаемым в сечениях Х и В тихоходного вала, для которых и произведем проверку.

Сечение Х имеет, с учетом шпоночного паза, моменты сопротивления изгибу и кручению:

мм³

мм³

Номинальные напряжения

МПа, Мпа.

Изгиб происходит по симметричному, а кручение – по отнулевому циклу. Поэтому амплитудные напряжения

МПа, МПа.

и средние напряжения

МПа.

Сечение В имеет моменты сопротивления изгибу и кручению:

мм^3, мм³

Номинальные напряжения:

МПа, МПа.

амплитудные напряжения

МПа, МПа.

Средние напряжения

МПа.

Из сравнения напряжений, подсчитанных в п.п. 17.2, 17.3 видно, что сечение В нагружено сильнее, чем Х. Поэтому рассмотрим подробно проверку сечения В.

Назначаем материал вала – сталь 40Х, с улучшением до НВ 240…270.

Принимаем пределы выносливости при изгибе и при кручении:

МПа, МПа.

Коэффициент запаса выносливости при симметричном изгибе и отнулевом кручении:

(17.1)

, (17.2)

где

– коэффициенты концентрации, K_М – масштабный фактор.

Из имеющихся концентраторов напряжения: галтельного перехода и натяга от посадки – наибольшую концентрацию напряжения дает последний.

По таблице 22 при пределе прочности 800 МПа, диаметре более 50 мм и наличии напрессованной детали принимаем

,

Принимаем для коэффициента

значение 0.05, обычно для среднетвердой стали, и определяем коэффициенты запаса по изгибу и кручению: