Проверка долговечности подшипников качения

     Определяем  минимальную величину межосевого расстояния, по формулам:

     a_min=0,55×(d_р1+d_р2)+T     (2.4)

где Т – высота сечения ремня, Т=8 мм,

a_min=0,55×(71+224)+8=170,25 мм.

     Оптимальное межосевое расстояние в зависимости от передаточного отношения u и диаметра из условия обеспечения необходимого угла обхвата на ведущем шкиве принимается равным =224мм [2, c 5]

     Определяем  длину ремня по формуле:

     (2.5)

 мм,

      Сравниваем  ее с минимально допустимой по условию обеспечения долговечности ремня:

      

,

где  i_max =30 – частота пробега ремня в секунду для клиновых ремней узкого сечения;

;

.

     Величина  L_P удовлетворяет последнему условию. Тогда округляю длину ремня до ближайшего стандартного значения из ряда, принимая L_P=1120 мм.

     По  выбранной окончательно длине ремня находим действительное межосевое расстояние по формуле:

          (2.6)

      =0,5×p×(d_р1+ d_р2)     (2.7)

      =0,25( d_р2- d_р1)²     (2.8)

     

=0,5×3,14×(71+224)=463,4 мм;

     

=0,25(224-71)²=5852,25  мм;

  

 мм

     2.1.5 Угол обхвата на  малом шкиве

     Определяем угол обхвата ведущего шкива по формуле:

     (2.9)

152⁰ ,

     Т. к. a =152⁰>[a] =120º – то угол обхвата достаточный.

     2.1.6 Допускаемая мощность, передаваемая одним ремнем

     Определяем  допускаемую мощность, передаваемую одним ремнем в реальных условиях :

      P_p = P₀··C_a·C_L·C_u / C_p      (2.10)

где  P₀ – номинальная мощность, передаваемая одним ремнем, типа «SPZ», по рисунку 5 [2, с 7] P₀ = 2 кВт;

C_a – коэффициент учитывающий угол обхвата ведущего шкива, при a=152º С_a=0,93;

С_L – коэффициент длины ремня [2, таблица 2] С_L = 0,91 ;

С_u – коэффициент передаточного отношения, учитывающий уменьшение напряжения изгиба на ведомом шкиве; при  u>2,5 , С_u = 1,14 ;

С_Р – коэффициент режима работы передачи:

      С_Р = С_Р1· С_Р2 ;

где  С_Р1 – коэффициент режима при односменной работе [2, таблица 3],

     С_Р1=1,1;

      С_Р2 – коэффициент сменности: при двухсменной работе С_Р2=1,15;

     С_Р =1,1·1,15=1,23;

     P_p = 2·0,93·0,91·1,14 / 1,23=1,52 кВт.

     2.17 Необходимое число  ремней

      Определяем  необходимое число ремней по формуле:

      (2.11);

где С_z – коэффициент, учитывающий число ремней, в передаче предполагая z=4¸6 [2, с 8], С_z=0,90;

        Принимаем z=6.

     2.1.8 Сила предварительного  натяжения одного  ремня

       Определяем  силу предварительного натяжения одного ремня по формуле:

   (2.12)

где   – окружная скорость ремня,;

q – коэффициент, учитывающий центробежную силу, при сечении «SPZ»

q =0,07 [2, таблица 1].

  

 Н.

     2.1.9 Сила, действующая  на вал

     Сила, действующая на вал, определяем по формуле:

     (2.13);

     

Н.

     2.1.10 Ресурс наработки передачи

     Ресурс, наработки передачи определяем по формуле:

,     (2.14);

где Т_р(ср) – средний ресурс для ремней первого класса, [2, таблица 4], Т_р(ср)=2000 ч;

К₁ – коэффициент режима нагрузки, [2, таблица 3], К₁=2,5;

К₂ – коэффициент климатических условий, для зоны с умеренным климатом, К₁=0,75,

 ч.

     2.1.11 Шкивы клиноременных передач.

     Внешний диаметр ведущего шкива определяется по формуле:

      ;     (2.15);

     

мм.

     Внешний диаметр ведомого шкива:

     

;

     

мм.

      Минимальный внешний диаметр любого шкива  по условию возможности выполнения отверстия диаметром d_в для вала:

        ;    (2.16);

где  d_ст – диаметр ступицы ведущего или ведомого шкива;

      d_ст=1,55 d_в – для стальных шкивов;

      d_ст=1,55 32=49,6 мм;

       – толщина обода, для стальных шкивов.

;     (2.17)

f, , h_min,l – размеры профиля канавок [2, таблица 5], f= 8 мм, =2.5 мм, h_min=10 мм, l=12 мм.

      

мм.

     Угол  клина канавки выбирают в зависимости от d_P1 ведущего или d_P2 ведомого шкива соответственно и типа сечения ремня, =34⁰, =10 мм.

     Определяем  ширину обода шкива по формуле [2, с 10]:

     M=(n-1)×l+2×f    (2.18)

     M=(6-1)×12+2×8=76 мм.

     Толщина диска:С=1,25· ; С=1,25·10=12,5 мм.

 

     3 Расчет редуктора

     3.1 Расчет зубчатых колес редуктора

Исходные  данные:

1. Передаваемая мощность – Р =6,8 кВт.(на ведомом валу)
2. Вращающий момент на ведущем валу – Т₂ =58,386 Нм. (вал-шестерня?)
3. Вращающий момент на ведомом валу – Т₃ =290,397 Нм.(вал-зубчатое колесо???)
4. Частота вращения ведущего вала – n₂=1158 об/мин.
5. Частота вращения ведомого вала – n₃=231,6 об/мин.
6. Угловая скорость ведущего вала – w₂=121,265 рад/с.
7. Передаточное число – u₂=5,0.

     3.2 Выбор материала колес

     Для шестерни примем сталь 40Х улучшенную с твердостью ; для колеса сталь 40ХH улучшенной твердостью .

     Допускаемое контактные напряжения по формуле [1, (3.9)]:

             (3.1)

где s_Hlim – предел контактной выносливости при базовом цикле, значения

[1, таблица 2.2];

Z_N  – коэффициент долговечности [1, c 13];

Z_R – коэффициент учитывающий влияние шероховатости сопряженных поверхностей зубьев [1, с 14], Z_R=0,95;

Z – коэффициент учитывающий влияние окружной скорости [2, с 14], Z =1;

 [S_H] – коэффициент безопасности, [S_H]=1,11;

       

;

       

MПа;

       

 MПа;

       

 MПа;

       

 MПа.

       Допускаемое напряжение для конических передач с прямыми зубьями равно меньшему из допускаемых напряжений шестерни и колеса : MПа. 

        Допускаемые напряжения изгиба по формуле [1, с.15]

              (3.3)

где  – коэффициент запаса прочности, =1,7

       – коэффициент долговечности , =1;

       – коэффициент, учитывающий влияние шероховатости, =1.1

– коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки, =0,65;

      – предел выносливости [2, таблица 2.3]:

      ;

      МПа;   МПа;

       МПа;   МПа.

 

      3.3 Расчет цилиндрической зубчатой передачи.

     3.3.1 Межосевое расстояние.

      Предварительное значение межосевого расстояния определяем по формуле [1, с 17] :

            (3.4)

где  T₂ – вращающий момент на валу шестерни, T₂ =70.1Нм;

     u – передаточное число, u=4

     К – коэффициент принимается в зависимости от Н₁ и Н₂ [1, c. 17], К=10;

      

мм;

      Окружная  скорость [1, с.18]:

       ;     (3.5)

      

м/с;

      Степень точности зубчатой передачи 8 [1, табл. 2.5]

      Уточняем  предварительно полученное значение межосевого расстояния по формуле: