Расчёт элементов привода (аппарата, устройства)

где d4 – минимальный диаметр вала.

Mnp=(14,3762+42)1/2=14,922H*м.

d4=(10*14,922/100*106)1/3=11 мм.

 

Округляем до 12 мм и принимаем больший диаметр вала из двух расчётов. d4=12 мм

W=3= 172,8

 МПа0 МПа

 

 

 

 

 

 

 

8.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт валов на жесткость.

Упругие перемещения валов отрицательно влияют на подшипники и насаженные на валы детали (зубчатые колеса, шкивы и др.), так как увеличивают концентрацию контактных напряжений и износ деталей, снижают точность механизмов. Допускаемый изгиб можно найти по формуле:

,

где – изгиб в точке действия изгибающей силы;

а,b – расстояние от точки приложения силы до каждой из опор;

 –  модуль продольной упругости  материала вала (для стали равен  ),

 –  осевой момент инерции сечения  вала

 –  допускаемый прогиб, определяемый  из соотношения, где l=a+b – расстояние между опорами. a=l, b=L-1.

a=11 мм, b=22 мм.

Jp=3,14*(12*10-3)4/64=1018*10-12 мм4.

f=980,195(*1110-3)2*(22*10-3)2/3*2*105*1018*10-12 *33*10-3=5,697*10-6 м.

(11+22)=9,9*10-6 м

f.

Жесткость вала при кручении оценивают углом закручивания на единицу длины вала:

 

где T4– крутящий момент в расчетном сечении, H*мм;

G – модуль упругости вала при сдвиге(для стали равен 8*104 Н/мм);

 –  полярный момент инерции расчётного  сечения, мм4;

 –  допускаемый угол закручивания. Обычно принимают=(5-22)*10-6 рад/мм.

 м4

 

 

Так как изгиб и жёсткость в пределах допускаемых, то диаметр вала оставляем прежний.

 

 

 

9. Подбор подшипников  качения.

Усталостное выкрашивание – основной вид выхода из строя подшипников качения после длительной работы. Поэтому подшипники качения в соответствии с ГОСТ 18854–82 рассчитывают на долговечность по динамической грузоподъемности . Динамическая грузоподъемность рассчитывается по формуле:

,

где n – скорость вращения подвижного кольца подшипника;

Ln – требуемая долговечность шарикоподшипника (Ln = 5000 ч);

Rэ – эквивалентная динамическая нагрузка.

Эквивалентная динамическая нагрузка при отсутствии толчков и температуре ниже 100 °С для радиальных однорядных подшипников: рассчитывается по формуле:

Rэ = (ХVFr+YFa) KбKТ,

где Fr – радиальная нагрузка на подшипник;

Fa – осевая нагрузка на подшипник;

X и Y – коэффициенты, зависящие от соотношения Fa/VFr;

V – коэффициент вращения, равный 1 при вращении внутреннего кольца(V=1,3  при вращении внешнего кольца);

Kб – коэффициент безопасности, зависящий от характера нагрузки;

KТ – температурный коэффициент, вводимый только при повышенной рабочей температуре t >100ºС

Расчёт подшипника качения на долговечность и подбор его по ГОСТу производится в следующем порядке

- для  предварительно выбранного подшипника(200) из таблиц ГОСТа выписывают  его статическую грузоподъёмность  С0=2,65 кН и динамическую грузоподъёмность Сr=5,9 кН;

- определяется  коэффициент е;

- определяются  коэффициенты Х и Y.

Так как проектируется прямозубая цилиндрическая передача, то осевой нагрузки на подшипник возникать не будет, поэтому принимается, что коэффициенты X и Y равны 1 и 0 соответственно.

Rэ=1*1* 894,864*1,2*1

Rэ=1074 H.

N=2750 об/мин

Сnp=1074*(60*2750*5000)1/3/100

Сnp=1,007 кН

Так как численное значение Сnp будет меньше табличного значения Сr предварительно выбранного подшипника, то заданный подшипник удовлетворяет заданному режиму работы.

Подшипник(200).

10. Расчёт штифта.

Для закрепления на валах колес, шкивов, муфт и т.п. применяют штифты и шпонки.

Цилиндрические штифты изготавливают по ГОСТ 3128-70, а конические – по ГОСТу 3129-70. Стандартный ряд штифтов: 1; 1,2; 1,6; 2,0; 3,0; 4,0 и т.д. Для соединения, передающего крутящий момент, Т и имеющего две плоскости среза, минимальный диаметр штифта

 

 

где dш – диаметр штифта,

dв – диаметр вала в месте установки штифта;

Т4 – передаваемый валом крутящий момент;

– допускаемое напряжение на срез, (для ст45 ).

 

 

Принимаем диаметр штифта 1 мм.

 

 

Список используемой литературы

 

1. Красковский Е.Я., Дружинин Ю.А., Филатова Е.М. Расчет и конструирование механизмов приборов и вычислительных систем. – М.: Высшая школа, 1983. – 431 с.

2. Вопилкин Е.А. Расчет и конструирование механизмов приборов и систем. – М.: Высшая школа, 1980. – 463 с.

3. Ванторин В.Д. Механизмы приборных и вычислительных систем. – М.: Высшая школа, 1985. – 417 с.

4. Элементы приборных устройств. Курсовое проектирование. Ч. 1 и 2 / Под ред. О.Ф. Тищенко. – М.: Высшая школа, 1978. – 230 с.

5. Рощин Г.И. Несущие конструкции и механизмы РЭА. – М.: Высшая школа, 1981. – 375 с.

6. ГОСТ 3189-89. Подшипники шариковые и роликовые. Система условных обозначений.

Размещено на Allbest.ru