|
9.4,а соответствует вращению быстроходного вала против часовой стрелки, а
9.4,б – по часовой.
9.3.1. Входной вал редуктора соединяется с валом электродвигателя
муфтой упругой втулочно-пальцевой. [4]
Муфта вследствии неизбежной несоосности соединяемых валов нагружает
входной вал дополнительной силой FM.
FM [pic]168 Н
где Т1 – в Н·м
9.3.2. Реакция в опорах быстроходного вала.
Для определения реакция опор и эпюр моментов балочку-вал (рис. 9.4.)
рассматривают в двух взаимно перпендикулярных плоскостях YOZ и XOY, в
которых лежат составляющие силы в зацеплении.
9.3.2.1. При вращении входного вала против часовой стрелки. (рис.
9.4,а)
a) В плоскости YOZ
SМAZ = 0; [pic]
[pic][pic]Н
SМБZ = 0; [pic]
[pic][pic]Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 711-911+200=0
Реакции найдены правильно.
б) В плоскости XOY
SМAZ = 0; [pic] [pic][pic]Н
SМБZ = 0; [pic] [pic][pic]Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 285,2-585+282,5=0
Реакции найдены правильно.
в) Результирующие радиальные реакции опор от сил в зацеплении.
[pic][pic][pic]765 Н
[pic][pic][pic]346 Н
г) Реакции от силы FM
SМA = 0; [pic] [pic][pic]Н
SМБ = 0; [pic] [pic][pic]Н
Проверка SF = 0; [pic] 168-264+96=0
Реакции найдены правильно.
д) Суммарные радиальные реакции в опорах.
[pic][pic]765+264=1029 Н
[pic][pic]364+96=442 Н
е) Суммарная внешняя осевая нагрузка.
FaS=Fa1I=2503 H
ж) Общие радиальные и осевые нагрузки на подшипники 1 и 2 опоры А.
Подшипники конические радиально-упорные № 7207 и Ке = 0,83, а по
таблице П7 [3] е=0,37
Внешняя нагрузка FaS направлена влево, что соответствует схеме
нагружения "а" по таблице 9.3. Далее определяем условия нагружения. Так
как
FaS=2503 Н > 0,83·е·[pic]0,83·0,37·1029=316 Н,
то это соответствует II случаю нагружения, то есть
[pic][pic]1029 Н; [pic]
[pic] FaS=2503 Н; [pic][pic]0
9.3.2.2.При вращении входного вала против часовой стрелки. (рис. 9.4,а)
а) В плоскости YOZ
SМAZ = 0; [pic]
[pic][pic]Н
SМБZ = 0; [pic]
[pic][pic]Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 711-911+200=0
Реакции найдены правильно.
б) В плоскости XOY
SМAZ = 0; [pic] [pic][pic]Н
SМБZ = 0; [pic] [pic][pic]Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 285,2-585+282,5=0
Реакции найдены правильно.
в) Результирующие радиальные реакции опор от сил в зацеплении.
[pic][pic][pic]346 Н
[pic][pic][pic]765 Н
г) Реакции от силы FM
SМA = 0; [pic] [pic][pic]Н
SМБ = 0; [pic] [pic][pic]Н
Проверка SF = 0; [pic] 168-264+96=0
Реакции найдены правильно.
д) Суммарное радиальные реакции в опорах.
[pic][pic]346+264=610 Н
[pic][pic]765+96=861 Н
е) Суммарная внешняя осевая нагрузка.
FaS=Fa1I=2503 H
ж) Общие радиальные и осевые нагрузки на подшипники 1 и 2 опоры А.
Подшипники конические радиально-упорные № 7207 и Ке = 0,83, а по
таблице П7 [3] е=0,37
Внешняя нагрузка FaS направлена вправо, что соответствует схеме
нагружения "б" по таблице 9.3. Далее определяем условия нагружения. Так
как
FaS=2503 Н > 0,83·е·[pic]0,83·0,37·1029=316 Н,
то это соответствует II случаю нагружения, то есть
[pic][pic]610 Н; [pic]0
[pic] FaS=2503 Н; [pic]
9.3.3. Построение эпюр изгибающих моментов (рис 9.4.).
9.3.3.1. При вращении входного вала против часовой стрелки (рис 9.4,а).
а) Плоскость YOZ
Сечения А и Б – МАХ=0; МБХ=0
Сечение III слева – MIIIX =[pic]711·98·10-3=69,7 Н·м
Сечение III справа – MIIIX =[pic]200·98·10-3=19,6 Н·м
б) Плоскость ХOZ
Сечения А(II) и Б – МАZ=0; МБZ=0
Сечение III – MIIIZ =[pic]282,5·98·10-3=27,7 Н·м
в) Нагружение от муфты
Сечения Б и Ж – МБМ=0; МЖМ=0
Сечение А(II) – МАМ=[pic]168·112·10-3=18,8 Н·м
Сечение III – MIIIМ =[pic]96·98·10-3=9,4 Н·м
г) Максимальные изгибающие моменты в сечениях II и III
МII=МАМ=18,8 Н·м
MIII=[pic]84,4 Н·м
9.3.3.2. При вращении входного вала по часовой стрелки (рис 9.4,б).
а) Плоскость YOZ
Сечения А и Б – МАХ=0; МБХ=0
Сечение III слева – MIIIX =[pic]200·98·10-3=19,6 Н·м
Сечение III справа – MIIIX =[pic] 711·98·10-3=69,7 Н·м
б) Эпюры от изгибающих моментов в плоскости YOZ и ХOZ от нагружения
муфтой при изменении направления вращения вала сохраняются. Так же
сохраняются максимальные изгибающие моменты в сечениях II и III.
4. Расчет подшипников быстроходного вала.
9.4.1. Эквивалентная радиальная нагрузка.
[pic]RE=(X·V·Rr+Y·Ra)·KБ·KT
X и Y – коэффициент, учитывающий разное повреждающее действие
радиальной и осевой нагрузок (по таблице 9.18 [3] и таблицам параметров
подшипников);
V – коэффициент вращения ( V=1 при вращении внутреннего кольца
относительно направления нагрузки V=1,2 при вращении нагруженного кольца);
Кб – коэффициент безопасности, учитывающий динамическую нагрузку (по
таблице 9.19 [3] в зависимости от области применения привода, характера
пиковых нагрузок и их величины);
КТ=1 – температурный коэффициент при t < 100 (при повышенной рабочей
температуре подшипников по таблице 9.20 [3]);
V=1 – для всех подшипников редукторов по схемам 1…7.
Принимаем Кб =1,8 с учетом [pic] и повышенных требований к надежности.
9.4.1.1. При вращении входного вала против часовой стрелки.
а) Для опоры А, в которой всю нагрузку воспринимает подшипник 1 (пункт
9.3.2.1,ж расчета)
Так как [pic]2,43 > e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=0,4, а по таблице
П7 [3] у=1,62
[pic](0,4·1·1029+1,62·2503)·1,8·1=8040 Н
а) Для опоры Б, которая является "плавающей" и подшипник не
воспринимает осевых нагрузок, т.е. х=1, а у=0.
[pic]1·442·1,8·1=796 Н
9.4.1.2. При вращении входного вала по часовой стрелке.
а) Для опоры А, в которой всю нагрузку воспринимает подшипник 2 (пункт
9.3.2.2,ж расчета)
Так как [pic]4,11 > e=0,37, то по таблице 9.18 [3] х=0,4, а по таблице
П7 [3] у=1,62
[pic](0,4·1·610+1,62·2503)·1,8·1=7738 Н
а) Для опоры Б, которая является "плавающей" и подшипник не
воспринимает осевых нагрузок, т.е. х=1, а у=0.
[pic]1·861·1,8·1=1550 Н
9.4.2. Эквивалентная нагрузка с учетом переменного режима работы.
[pic]
где [pic][pic][pic]Х2 и Х3 – параметры графике нагружения по пункту
1.2.6. [6]
а) Для опоры А
При нереверсивном приводе и вращении входного вала против часовой
стрелки
[pic][pic]5600 Н
При нереверсивном приводе и вращении входного вала по часовой стрелке
[pic][pic]5390 Н
а) Для опоры Б
При нереверсивном приводе и вращении входного вала против часовой
стрелки
[pic][pic]554 Н
При нереверсивном приводе и вращении входного вала по часовой стрелке
[pic][pic]1080 Н
Для частореверсивного привода с одинаковым характером нагружения при
вращении валов в обе стороны для расчета Р можно использовать зависимость
[pic]
где [pic] – коэффициент относительной нагрузки i опоры при вращении
валов в разные стороны.
Нагружения подшипника опоры Б составляют: [pic]Н; [pic]Н.
Тогда [pic][pic]0,51
РБ[pic]894 Н
9.4.3. Расчетная долговечность подшипников.
[pic], часов
где с – динамическая грузоподъемность
ni – относительная частота вращения колец подшипника (частота вращения
рассчитываемого вала).
Р – показатель степени (Р=3 – шарикоподшипник и Р=[pic] –
роликоподшипник)
Для опоры А с подшипниками №7207 – =38500 Н, а Р=[pic].
Для опоры Б с подшипниками №207 – с=13700 Н, а Р=3.
n1= 2880 мин-1
а) Долговечность опоры Б
Для частореверсивного привода при РБ=894 Н
[pic]20824 часов > t=3000 часов
б) Долговечность опоры А
В опоре А использованы два конических подшипника, каждый из которых
работает только при вращении вала в одну сторону. При этом для
частореверсируемого привода требуемый срок службы подшипника в два раза
меньше срока службы привода, а расчетной нагрузкой является наибольшая,
т.е. РА=5600 Н
[pic]3576 часов > t =[pic] часов
9.5. Проверочный расчет быстроходного вала на прочность.
Диаметры быстроходного вала завышены из конструктивных соображений и
обычно имеют большие запасы прочности. Учитывая это, а так же с целью
сокращения объема расчетных работ, студентам разрешается не производить
проверку прочности быстроходного вала.
9.6. Реакции опор и изгибающих моментов промежуточного вала.
В разработанной конструкции редуктора (рисунок 7.12 [6]) промежуточный
вал выполнен за одно с шестерней цилиндрической передачи II ступени. Вал-
шестерня опирается на два конических роликоподшипника, установленных
"враспор". Расчетные конструктивные схемы промежуточного вала приведены в
верхней части рисунков 9.5,а и б. При этом рисунок 9.5,а соответствует
вращению входного вала против часовой стрелки, а рисунок 9.5,б – по
часовой.
9.6.1. Расчетные расстояния между точками опор В и Г и сечениями
приложения внешних сил.
При опирании вала на два однорядных радиально-упорных подшипника,
установленных "враспор", расчетные точки опор вала расположены на
расстояниях "а" (рисунок 9.1.) от наружных торцов подшипников во
внутреннею сторону.
Для подшипника № 7207
[pic][pic]=16 мм
Требуемое расчетное расстояние берется из эскизного проекта редуктора с
учетом "а".
L4=55 мм; l5=80 мм; l6=44 мм.
9.6.2. Реакции от сил в зацеплении колес.
9.6.2.1. При вращении входного вала против часовой стрелки. (рис.
9.5,а)
а) В плоскости XOZ
SМВZ = 0; [pic]
[pic][pic]4239 Н
SМГZ = 0; [pic]
[pic][pic]1159 Н
Проверка SFZ = 0; [pic] 1159+911-6309+4239=0
Реакции найдены правильно.
б) В плоскости ХOY
SМВY = 0; [pic]
[pic][pic]701 Н
SМГY = 0; [pic]
[pic][pic]755 Н
Проверка SFY = 0; [pic] 755-2503+2449-701=0
Реакции найдены правильно.
в) Результирующие радиальные реакции в опорах
[pic][pic][pic]1383 Н
[pic][pic][pic]4297 Н
г) Суммарная внешняя осевая нагрузка.
FaS=Fa1 I I - Fa2I =2341-565=1776 H
д) Осевые составляющие от радиальных нагрузок в предварительно
выбранных радиально-упорных конических роликоподшипниках № 7207.
По таблице П7 [3] е=0,37
SВ=0,83·е·[pic]0,83·0,37·1383=425 Н
Страницы: 1, 2, 3, 4
| 
