Детали машин цилиндрический редуктор

Примечания. 1. Длину  l (мм) призматической шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 250, 280.

При диаметре вала 49.5 мм и длине ступицы 67 выбираем шпонку со следующими параметрами:

b = 0 мм;

h = 0 мм;

s = 0 мм;

t₁ = 0 мм;

t₂ = 0 мм.

Длину шпонки назначим примерно на 8...10 мм меньше длины ступицы, согласно стандартному ряду длин для  шпонок:

l = 63 мм.

При передаче момента  шпоночным соединением посадки  можно принимать по следующим  рекомендациям (посадки с большим  натягом - для колес реверсивных  передач) [1, стр. 77]:

для колес цилиндрических прямозубых....................... H7/p6 (H7/r6);

для колес цилиндрических косозубых и червячных...... H7/r6 (H7/s6);

для колес конических.................................................. H7/s6 (H7/t6);

для коробок передач.................................................... H7/k6 (H7/m6).

Назначаем посадку  шпоночного соединения H7/p6.

Посадки шпонок регламентированы ГОСТ 23360-78 для призматических шпонок. Рекомендуют принимать поле допуска  для ширины шпоночного паза вала для  призматической шпонки P9, а ширины шпоночного паза отверстия P9.

5.2 Подбор  шпонок входного и выходного  хвостовиков

Входной вал.

При диаметре хвостовика 22 мм и длине хвостовика 50 выбираем шпонку со следующими параметрами:

b = 8 мм;

h = 7 мм;

s = 0.25 мм;

t₁ = 4 мм;

t₂ = 3.3 мм.

Длину шпонки назначим примерно на 8...10 мм меньше длины хвостовика, согласно стандартному ряду длин для  шпонок:

l = 36 мм.

Выходной вал.

При диаметре хвостовика 32 мм и длине хвостовика 80 выбираем шпонку со следующими параметрами:

b = 10 мм;

h = 8 мм;

s = 0.4 мм;

t₁ = 5 мм;

t₂ = 3.3 мм.

Длину шпонки назначим примерно на 8...10 мм меньше длины хвостовика, согласно стандартному ряду длин для  шпонок:

l = 63 мм.

6. Подбор  подшипников качения на заданный  ресурс

Расчет подшипников  проводится по рекомендациям Дунаева  П.Ф., Леликова О.П. [1, стр. 105-112].

6.1 Подшипники  быстроходного вала

Исходные данные для расчета: частота вращения вала n = 1470 мин^-1; требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90%: L'_10ah = 29433.6 ч.; диаметр посадочных поверхностей вала d = 30 мм; максимальные длительно действующие силы: F_r1max = F_r/2 = 1317.96 Н, F_r2max = F_r/2 = 1317.96 Н, F_Amax = 0 Н; режим нагружения - 0 - постоянный; ожидаемая температура работы t_раб = 50^oC.

Для типового режима нагружения 0 коэффициент эквивалентности K_E = 1. Вычисляем эквивалентные нагрузки:

F_r1 = K_EF_r1max = 1 ∙ 1317.96 = 1317.96 Н;

F_r2 = K_EF_r2max = 1 ∙ 1317.96 = 1317.96 Н;

F_A = K_EF_Amax = 1 ∙ 0 = 0 Н.

Предварительно  назначаем шариковые радиальные подшипники легкой серии 206. Схема установки  подшипников - враспор.

Для выбранной схемы  установки подшипников следует:

F_a1 = F_A = 0 Н;

F_a2 = 0.

Дальнейший расчет производим для более нагруженной  опоры 1.

1. Для принятых  подшипников из табл. 24.10 [1] находим:

C_r = 19500 Н;

C_0r = 10000 Н.

2. Отношение iF_a/C_0r = 1∙0/10000 = 0.

Из табл. 7.1 [1, стр.104] выписываем, применяя линейную интерполяцию значений (т.к. значение iF_a/C_0r является промежуточным) X = 0.56, Y = 2.3, e = 0.19.

3. Отношение F_a/(VF_r) = 0/(1∙1317.96) = 0, что меньше e = 0.19 (V=1 при вращении внутреннего кольца). Тогда принимаем X = 1, Y = 0.

4. Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка

P_r = (VXF_r + YF_a)K_бK_т.

Принимаем K_б [1, табл. 7.4 стр 107]; K_т = 1 (t_раб < 100^o).

P_r = (1 ∙ 1 ∙ 1317.96 + 0 ∙ 0) ∙ 1.4 ∙ 1 =

= 1845.14 Н.

5. Расчетный скорректированный  ресурс подшипника при a₁ = 1 (вероятность безотказной работы 90%, табл. 7.5 [1]), a₂₃ = 0.7 (обычные условия применения, см. стр. 108 [1]), k = 3 (шариковый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃∙(C_r/P_r)^k ∙ (10⁶/60n) =

= 1 ∙ 0.7 ∙ (19500/1845.14)³∙(10⁶/60∙1470) = 9368 ч.

6. Так как расчетный  ресурс меньше требуемого: L_10ah < L'_10ah (9368 < 29433.6), то назначенный подшипник 206 непригоден. При требуемом ресурсе 90%.

Проверим роликовые  конические подшипники легкой серии.

1. Для принятых  подшипников из табл. 24.10 [1] находим:

C_r = 38000 Н;

C_0r = 25500 Н;

Y = 1.6;

e = 0.37

2. Отношение F_a/(VF_r) = 0/(1∙1317.96) = 0, что меньше e = 0.37 (V=1 при вращении внутреннего кольца). Тогда принимаем X = 1, Y = 0.

3. Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка

P_r = (VXF_r + YF_a)K_бK_т.

Принимаем K_б [1, табл. 7.4 стр 107]; K_т = 1 (t_раб < 100^o).

P_r = (1 ∙ 1 ∙ 1317.96 + 0 ∙ 0) ∙ 1.4 ∙ 1 =

= 1845.14 Н.

4. Расчетный скорректированный  ресурс подшипника при a₁ = 1 (вероятность безотказной работы 90%, табл. 7.5 [1]), a₂₃ = 0.7 (обычные условия применения, см. стр. 108 [1]), k = 3.33 (роликовый подшипник):

L_10ah = a₁a₂₃∙(C_r/P_r)^k ∙ (10⁶/60n) =

= 1 ∙ 0.7 ∙ (38000/1845.14)^3.33∙(10⁶/60∙1470) = 188118 ч.

5. Так как расчетный  ресурс больше требуемого: L_10ah > L'_10ah (188118 > 29433.6), то предварительно назначенные подшипники 7206A пригодны. При требуемом ресурсе 90%.

6.2 Подшипники  тихоходного вала

Исходные данные для расчета: частота вращения вала n = 210 мин^-1; требуемый ресурс при вероятности безотказной работы 90%: L'_10ah = 29433.6 ч.; диаметр посадочных поверхностей вала d = 40 мм; максимальные длительно действующие силы: F_r1max = F_r/2 = 1317.96 Н, F_r2max = F_r/2 = 1317.96 Н, F_Amax = 0 Н; режим нагружения - 0 - постоянный; ожидаемая температура работы t_раб = 50^oC.

Для типового режима нагружения 0 коэффициент эквивалентности K_E = 1. Вычисляем эквивалентные нагрузки: