Выбор привода электрического двигателя

 

10.3  Промежуточный вал

 

Для промежуточного вала предварительно был выбран шарико-радиальный однорядный подшипник средней серии 307, для которого:

а) размеры:

    d = 35 мм; D = 80 мм;

б) грузоподъемность0:

     динамическая С_r = 33,2 кН;

     статическая C_0r = 18,0 кН.

Схема установки подшипников  – враспор (схема 1). Для данной схемы  установки при d =35 мм расстояние между подшипниками должно быть не более l_max = =10·d = 10·35 = 350 мм. В проектируемом редукторе расстояние между подшипниками l = l_1П + l_2П  + l_3П = 57,5+143+40,5=241 мм, что значительно меньше l_max.

На опоры вала действуют  силы:

радиальные реакции  опор R_rA = 3361,1 H, R_rB = 737 H;

       осевая  сила на колесе косозубой цилиндрической передачи F_a2Б = 283,2 Н, осевая сила на шестерне косозубой цилиндрической передачи F_a1Т = 1316,8 Н.

Рассчитаем внешнюю  результирующую осевую силу, действующую  на вал:

F_a = F_a1Т - F_a2Б = 1316,8 – 283,17 = 1033,63 Н.

Сила F_a = 1033,63 Н в данном случае направлена в сторону опоры А и её воспринимает подшипник данной опоры. Ввиду того, что осевые составляющие от действия радиальных нагрузок в шариковых подшипниках отсутствуют, то осевые нагрузки:

опора А: R_a1 = F_a = 1033,63 H;   

опора В: R_a2 = 0.

Определяем отношения i·R_a / C_0r = 1·1033,63 / 18·10³ = 0,057

где i число рядов тел качения;

        R_a = R_a1.

Принимаем коэффициент осевого нагружения e = 0,26.

Для подшипника опоры  А, воспринимаемый осевую силу F_a определяем отношения  R_a1 / VR_r1 = 1033,63 / 1·3361,1 = 0,31

где   V = 1; 

         R_r1 = R_rA = 3361,1 H.

Т.к. R_a1 / VR_r1 = 0,31, что больше e = 0,26 принимаем коэффициенты Х = 0,56 и Y = 1,71.

Таким образом подшипники будем рассчитывать с учётом радиальных нагрузок  R_r1 = R_rA и R_r2 = R_rВ, но т.к. R_r1 > R_r2 , то дальнейший расчёт будем производить для более нагруженного подшипника опоры 1.             

Принимаем коэффициенты: К_НЕ = 0,125, a₂₃ = 0,75, K_б = 1,4, K_т = 1.

Эквивалентная динамическая нагрузка:

P_r1 = ( V X R_r1 + Y R_a1 ) K_Б К_Т =( 1·0,56·3361,1+ 1,71·1033,63 ) ·1,4·1 = 5110 Н.

Определим расчётную  динамическую грузоподъёмность С_{r расч} подшипника опоры 1:

  Н.

Т.к. С_{r расч} = 19151,1 Н < С_r = 33200 Н, то предварительно принятый подшипник средней серии 307 подходит.

 

10.4  Тихоходный вал

 

Для тихоходного вала предварительно был выбран шарико-радиальный однорядный подшипник средней серии 312, для которого:

а) размеры:

    d = 60 мм; D = 130 мм;

б) грузоподъемность:

     динамическая С_r = 81,9 кН;

     статическая C_0r = 48,0 кН.

Схема установки подшипников  – враспор (схема 1). Для данной схемы установки при d =60 мм расстояние между подшипниками должно быть не более l_max = =10·d = 10·60 = 600 мм. В проектируемом редукторе расстояние между подшипниками l = l_2Т  + l_3Т = 62,5 + 62,5 = 125 мм, что значительно меньше l_max.

На опоры вала действуют  силы:

радиальные реакции  опор R_rA = 9321,5 H, R_rB = 4101,64 H;

       осевая  сила на колесе косозубой цилиндрической  передачи F_a2Т = 1316,8 Н.

Таким образом на вал  действует только одна внешняя сила F_a2Т = 1316,8 Н, которая в соответствии со схемой нагружения вала , направлена в сторону опоры В, то её воспринимает подшипник данной опоры. Ввиду того, что осевые составляющие от действия радиальных нагрузок в шариковых подшипниках отсутствуют, то осевые нагрузки:

опора А: R_a1 = 0; 

опора В: R_a2 = F_a2Т = 1316,8 H.

Определяем отношения i·R_a / C_0r = 1·1316,8 / 48·10³ = 0,0274

где i число рядов тел качения;

        R_a = R_a2.

Принимаем коэффициент осевого нагружения e = 0,22.

Для подшипника опоры  В, воспринимаемый осевую силу F_a2Т определяем отношения  R_a2 / V R_r2 = 1316,8 / 1·4101,64 = 0,32

где   V = 1; 

         R_r2 = R_rВ = 4101,64 H.

Т.к. R_a2 / V R_r2 = 0,32, что больше e = 0,22 принимаем коэффициенты Х = 0,56 и Y = 1,99.

Таким образом подшипники будем рассчитывать с учётом радиальных нагрузок  R_r1 = R_rA и R_r2 = R_rВ, но т.к. R_r1 > R_r2 , то дальнейший расчёт будем производить для более нагруженного подшипника опоры 1.             

Принимаем коэффициенты: К_НЕ = 0,125, a₂₃ = 0,75, K_б = 1,4, K_т = 1.

Эквивалентная динамическая нагрузка:

P_r1 = ( V X R_r1 + Y R_a1 ) K_Б К_Т =( 1·0,56·9321,5+ 1,99·1316,8 ) ·1,4·1 = 10977 Н.

Определим расчётную  динамическую грузоподъёмность С_{r расч} подшипника опоры 1:

  Н.

Т.к. С_{r расч} = 26719 Н < С_r = 81900 Н, то предварительно принятый подшипник средней серии 312 подходит.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 ПРОЕКТИРОВАНИЕ  РАМЫ

 

При конструировании  опорной части редуктора был  принят  диаметр d_ф болтов для крепления корпуса редуктора к раме М16. Диаметр отверстия в полке швеллера под болт М16 d_р=d₀=19 мм.

Для крепления рамы к  полу цеха применяем фундаментальные  болты с коническим концом. При L=845 мм принимаем шесть болтов диаметром М20. Диаметр отверстия в полке швеллера под болт М20 d_ф=d₀=24 мм.

Двигатель и редуктор закрепляем на раме посредством болтов, раму к полу цеха крепим за нижнюю полку швеллера. Под гайки к полкам швеллера привариваем косые шайбы. Наибольшие размеры имеет резьбовое соединение крепления рамы к полу цеха М20. Для этого соединения проверяем возможность завинчивания гайки. Для швеллера профиля 14: b=58 мм, S=4,9 мм. Тогда для болта М20 1,25·d=1,25·20 = 25 мм. Размер Е=( b – S ) / 2=( 58 – 4,9 ) / 2 = 26,55 мм, что больше 1,25·d и обеспечит сборку соединения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

1.  Санюкевич Ф.М.  Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие – 2-е изд., и доп. – Брест: БГТУ, 2004.

2.  Иванов М.Н., Детали  машин. М.: Высшая школа, 1991.

3.  Дунаев П.Ф.,Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа, 1985.

4.  Решетов Д.Н. Детали машин. -  М.: Машиностроение,1989.

5.  Шейнблит А.Е.  Курсовое проектирование деталей  машин. - М.: Высшая школа, 1991.