Спроектировать привод к лесотаске

В характерных сечениях 1...4, Нм.
Мх1=0; Мх2= RAY·(LБ/2)=-2880,647·0,0295=-84,979 Нм.
Мх4=0; Мх3= -Fоп·Lоп=-2359·0,076=-179,284 Нм.
Мх2= -Fоп·(Lоп+(LБ/2))+RBY·(LБ/2) =-79,189 Нм.
Горизонтальная плоскость.
а) Определяем опорные реакции, Н
RAx=RBx= Ft1/2=1393,8/2=696,9 H
б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси у в предельных положениях 1...3, Нм.
Му1=0; Му2= -RAХ·(LБ/2)= -696,9·0,0295= -20,558 Нм.
Му3=0.
3. Строим эпюру крутящих моментов, Нм.
Мк=Мz= Ft1·d1/2=37,632 Нм
Определяем суммарные радиальные реакции, Н.
RA=(RAХ2+ RAY2)1/2=(696,92+(-2880,647)2)1/2=2963,747 H
RB=(RBХ2+ RBY2)1/2=(696,92+5752,0472)1/2=5794,110 H
Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм.
М2=(Мх22+Му22)1/2=((-79,189)2+(-20,558)2)1/2=81,81 Нм.
М3=Мх3=-179,284 Нм. ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата





Рис. 3
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 22 Изм. Лист № докум. Подпись Дата



7. Расчет подшипников редуктора

Расчет шариковых радиальных подшипников.
Выполнить схему осевых нагрузок для опор вала.


Рис. 4

Показать на схеме осевые нагрузки, действующие на вал от передач и осевые реакции опор. При установке подшипников враспор (рис. 4). Осевую реакцию дает опора, на которую направлена внешняя сила. Равнодействующая внешних осевых сил.
Осевые нагрузки на опоры равны осевым реакциям.
FaA=Fa=214,64 H; FaB=0.
Провести анализ влияния осевой нагрузки на опоры. Для этого сравнить отношение осевой нагрузки к радиальной с минимальным значением параметра осевого нагружения подшипника е=0,19.
Если FaA/V·FrA ≥ 0,19, то осевую нагрузку на данную опору следует учитывать.
0,41≥ 0,19
Если это отношение меньше 0,19, то осевую нагрузку не учитывают.
Здесь V – коэффициент вращения [2. с.105].
V=1 — вращается внутреннее кольцо подшипника. ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 23 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Если осевая нагрузка на опору учитывается, то найти из таблицы [2. c.101] величину коэффициента осевой нагрузки У, предварительно подсчитав отношение осевой нагрузки к статической грузоподъемности подшипника FaA/Сor.
FaA/Сor=214,64/36·1000=0,0059
Y=2,30
Определить эквивалентные нагрузки на опоры.
Если осевая нагрузка на опору учитывается, то (например, для опоры А):
FЭА=(V·FrA·x+FaA·Y)·КБ·КТ,
где х = 0,56 – коэффициент радиальной нагрузки [2. c.101];
КБ – коэффициент безопасности. Выбирается из таблицы [2. c.104] в зависимости от режима работы привода;
КТ – температурный коэффициент [2. c.105]. Обычно КТ = 1.
КБ = 1; КТ = 1.
FЭА=(V·FrA·x+FaA·Y)·КБ·КТ=(1·512,4·0,56+214,64·2,3)·1·1=780,616 Н
Подсчитать требуемую долговечность подшипников в млн. об.

Подсчитать требуемую грузоподъемность наиболее нагруженного подшипника и сравнить ее с динамической грузоподъемностью выбранного подшипника:
Стр ≤ Сr

8422,9 ≤ 61800

ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата




8. Расчет шпоночных соединений

Шпоночные соединения в редукторе применяются для установки колес на валах и соединяя выходные концы валов с муфтами, шкивами, звездочками и колесами. В этих соединениях обычно применяют призматические шпонки.
Если выходной конец вала имеет коническую форму, то шпонка на этом участке имеет вспомогательное значение, ее сечение принимается уменьшенным [1. c.201] и она не рассчитывается на прочность. Все остальные шпонки должны быть рассчитаны.
Расчет каждой шпонки производится в последовательности:
Указать местоположение шпонки: на каком валу, для какого соединения.
Указать диаметр участка вала и длину участка.
Выбрать размеры сечений шпонки b и h из таблицы ГОСТа 23360-78 [2. c.369] в зависимости от диаметра вала.
b=10 мм
h=8 мм
Назначить стандартную длину шпонки l из той же таблицы. Шпонка должна быть на 5-10 мм короче длины ступицы насаживаемого колеса (или посадочного участка вала):
l=58 мм.
Проверить шпонку на смятие:

[σсм]=110…190 МПа – для ступицы из стали,
где Тi – момент на валу, Нм;
t1 – глубина паза на валу [2. c.369];
lp – рабочая длина шпонки; lp = l, если шпонка имеет плоские концы или lp=l–b, если концы шпонки скругленные.
В случае перегрузки соединение выполняют двумя шпонками.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 25 Изм. Лист № докум. Подпись Дата




75,4 МПа ≤ 110 МПа.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 26 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


9. Проверочный расчет вала

В задании на курсовое проектирование предлагается выполнить проверочный расчет одного-двух сечений выходного вала редуктора. Последовательность расчета:
1. Выбрать материал для изготовления вала и выписать его характеристики [2.c.208].
Таблица 6
Марка стали
Диаметр заготовки, мм, не более
Твердость НВ, не ниже
Механические характеристики, Н/мм2




σВ
σт
τт
σ-1
τ-1

45
120
240
800
550
300
350
210


2. Указать, какое сечение по расчетной схеме вала, принято для расчета (см. например, сечение 2 на рис. 3).
3. Указать исходные данные для расчета выбранного сечения:
а) Изгибающие и крутящий моменты в сечении – Мх, Му, Мz – по расчетной схеме;
б) Диаметр сечения – d (для конического выходного конца применяется средний диаметр);
в) При наличии шпоночного паза его размеры b и h.
4. Определить суммарный изгибающий момент.


5. Подсчитать осевой и полярный моменты сопротивления сечения при наличии шпоночного паза.


ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 27 Изм. Лист № докум. Подпись Дата




В этом случае для некоторых сечений момент сопротивления можно найти по таблице [2. c.212]. Если в сечении есть два шпоночных паза, удвоить вычитаемую дробь в вышеприведенных формулах.
6. Определить амплитуды напряжений изгиба и кручения:



7. Определить концентраторы напряжений в данном сечении:
а) Шпоночный паз.
Отдельно для каждого концентратора напряжений определить коэффициенты концентрации для нормальных и касательных напряжений:
;
;
;
,
где Кσ и Кτ - эффективные коэффициенты концентрации напряжений [2. c.214-215];
Кd – коэффициент влияния размеров поперечного сечения [2. c.213];
КF – коэффициент влияния шероховатости [2. c.213];
Кv – коэффициент влияния упрочнения [2. c.214].
При отсутствии упрочнения Кv = 1.
8. Определить пределы выносливости вала в сечении:

ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 28 Изм. Лист № докум. Подпись Дата




9. Определить коэффициенты запаса прочности для напряжений изгиба и кручения:


10. Проверить прочность сечения, найдя коэффициент запаса прочности сечения:

Сделать вывод о прочности по условию S ≥ [S] [2. c.210]
42,27 ≥ 2,1
Если требуется рассчитать второе сечение, произвести для него расчет, начиная с пункта 2 этого раздела. Если в сечении нет изгибающих моментов, все расчеты производят только для касательных напряжений кручения. В этом случае S=Sτ.

ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 29 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


10. Выбор системы смазки

1. Смазка зубчатой передачи редуктора.
1.1. Назначить систему смазки передачи.
При окружной скорости колес до 12,5 м/с принимают картерную систему смазки. При этом колесо окунается в смазку [2. c.134].
1.2. Назначить марку масла [2. c.135] в зависимости от контактных напряжений передачи и окружной скорости окунаемого колеса.
Принимаем масло И-Т-Д-100.
2. Смазка подшипников редуктора.
2.1. Назначить вид смазки подшипников. Если окружная скорость колеса, разбрызгивающего смазку v > 1 м/с, то брызги масла, применяющегося для смазки передачи, попадают на стенки корпуса и на подшипники. В этом случае подшипники смазываются разбрызгиванием.




ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 30 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Список использованных источников

1. П.Ф. Дунаев, С.П.Леликов – Детали машин. Курсовое проектирование,
Москва, «Высшая школа», 2010 г.
2. Т.В. Хруничева – Детали машин: типовые расчеты на прочность, Москва, Форум, Инфра-М, 2011 г.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 31 Изм. Лист № докум. Подпись Дата