Кинематика, динамика и конструирование привода двигателя внутреннего сгорания

          4.4 Расчёт подшипников на заданный ресурс

Осуществляем выбор подшипников   для быстроходного вала

n=2940 мин-1; d=25 мм .Схема установки подшипников - врастяжку

RrA= 3890 H;RrБ= 9059 Н

Примем для расчета подшипник роликовый конический однорядный легкой серии  7209А .

Сг=62700 Н, С0r=50000 Н .Rr1=RrА=3890 Н, Rr2 =RrБ=9059 Н.

Находим отношения:

Rr1/C0r=3890/50000=0,0778;Rr2/C0r=9059/50000=0,18118;

По таблице /3, таблица 6.3/ выбираем е1=0,26, е2=0,30.

Осевые составляющие:

Rs1=е1∙Rr1                                                                                                                                                                 (96)                                                              

         Rs2=е2∙Rr2     ;Rs1=0,26∙3890=2334 Н;Rs2=0,30∙9059=2717,7 Н

         Rа2=Rs2=2717,7 Н;Rа1=Ra2 - FA= 917,7 Н;Ra1/С0r= 917,7 /50000= 0,018354;

Отношение Ra1/(V∙Rr1)=1984,71/3890=0,51>e

Из таблицы /3,таблица 6.1/ выписываем: Х=0,56, Y=1,70

       Ra2/С0r=2717,7 /50000=0,054354;

Отношение Ra2/(V×Rr2)= 2717,7 /9059=0,3≥e

Из таблицы /3, таблица 6.1/ выписываем: Х=0,56, Y=1,70

Эквивалентные динамические нагрузки в соответствии с таблицами /3,таблицы 6.4, 6.5/ при КБ=1,4 и КТ=1:

RЕ1=(V∙X∙Rr+Y∙Ra1)∙КБ∙КТ                                                                                                   (97)

RЕ2=(V∙X∙Rr+Y∙Ra2)∙КБ∙КТ                                                                                                                      (98)                         

RЕ1=(1∙0,56∙3890+1,70∙917,7)∙1∙1,4=5233,886 Н

RЕ2=(1∙0,56∙9059+1,70∙2717,7) ∙1∙1,4=10570,382 Н

Расчетный ресурс подшипника более нагруженной опоры при а23=0,7 и р=3:

L'10ah=а23∙(Сг/RЕ)p∙(106/60∙n)                                                                                (99)                 

L'10ah=0,7∙(185326/10570,382)3∙(106/60∙2940)=21386,34 ч.   

Это больше требуемого ресурса L'10ah=20000 ч, поэтому под­шипник подходит.

Осуществляем выбор подшипников для тихоходного вала:

n=500 мин-1; d=35мм

RrГ=3697,59 H

RrБ= 668,186Н

Предварительно принимаем подшипник роликовый конический однорядный средней серии 7311А. По таблице /3, таблица 19.18/ для этого под­шипника:   

  Сг=13400 Н, С0r = 11000 Н.

           Rr1=Rrг=3697,59 Н, Rr2 =Rrв=668,186 Н.

Находим отношения:

Rr1/C0r=3697,59/13400 =0,089;

Rr2/C0r=668,186/11000=0,016;

По таблице /3, таблица 6.3/ выбираем е1=0,29, е2=0,19.

Осевые составляющие:

Rs1=е1∙Rr1                                                                                                                                      

         Rs2=е2∙Rr2                                                                                                                                                 

         Rs1=0,29∙3697,59=1072,3 Н;

Rs2=0,19∙668,186=126,955 Н.

Rа2=Rs2=126,955 Н,

Rа1=Ra2+FA=126,955 Н.

Отношение Ra1/С0r=126,955 /41500=0,003;

Отношение Ra1/(V∙Rr1)= 126,955 /3697,59=0,034>e

Из таблицы /3,таблица 6.1/ выписываем: Х=0,56, Y=2,37

Отношение Ra2/С0r=126,955 /41500=0,003;

Отношение Ra2/(V×Rr2)= 126,955 /668,186 =0,189<e

Из таблицы /3, таблица 6.1/ выписываем: Х=0,56, Y=2,37

Эквивалентные динамические нагрузки в соответствии с таблицами /3,таблица 6.4, 6.5/ при КБ=1,4 и КТ=1:

RЕ1=(V∙X∙Rr+Y∙Ra1)∙КБ∙КТ                                                                                             

RЕ2=(V∙X∙Rr+Y∙Ra2)∙КБ∙КТ                                                                     

RЕ1=(1∙0,56∙3697,59+2,37∙126,955)∙1∙1,4=3320,15Н

RЕ2=(1*0,56*668,186 +2,37*126,955)*1*1,4=945,09Н

Расчетный ресурс подшипника более нагруженной опоры  при а23=0,7 и р=3:

L'10ah=а23∙(Сг/RЕ)p∙(106/60∙n)                                                                        

L'10ah=0,7∙(71500/3320,15)3∙(106/60∙500)=233035,34 ч.   

Это больше требуемого ресурса L'10ah=20000 ч., поэтому под­шипник  подходит.

4.5 Выбор муфты

Для соединения выходного конца двигателя и быстроходного вала редуктора подбираем муфту упругую втулочно-пальцевую (ГОСТ 21424 – 75) с параметрами:

d =20 мм

D = 125 мм

L = 124 мм

Для соединения выходного вала редуктора и исполнительного механизма воспользуемся цепной муфтой (ГОСТ 20742 – 93), так как она обладает значительной компенсирующей способностью и способна передавать значительный вращающий момент. В данном случае муфта имеет параметры:

d = 28 мм

D = 125 мм

L = 124 мм

4.6 Расчёт деталей корпуса

Расчет стенки корпуса редуктора:

d=1,3∙(T)1/4                                                                                                                        (100)

         d=1,3∙(539)1/4=7 мм

Диаметр болтов для соединения крышки с корпусом:

          d=1,25∙(T)1/3                                                                                                  (101)      

         d=1,25∙ (539)1/3=10 мм

4.7 Смазка и охлаждение

Требуемую вязкость масла определяем в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колёс на тихоходной ступени: Н=514 МПа

Требуемая вязкость масла –22 /3, табл.8.1/

Выбираем сорт масла окончательно «Литол-24» /3, табл.8.1/

Для замены масла в нижней части торца, со стороны быстроходной ступени предусмотрены сливные отверстия. Для обеспечения полного слива масла  выполняется небольшое углубление непосредственно около сливного отверстия. Сливное отверстие закрывается пробкой. Уровень масла контролируется маслоуказателем.

            5  СБОРКА РЕДУКТОРА

Перед сборкой внутреннюю поверхность корпуса и крышки тщательно очистить и покрыть маслостойкой краской. В паз ведущего вала запрессовать шпонку. Напрессовать на ведущий вал подшипники, предварительно нагрев их в масле до температуры 85 ... 95 С. В расточку сквозной крышки подшипника установить манжетное уплотнение. Установить крышку подшипника на вал. Вал в сборе установить в расточку корпуса редуктора.

В расточки корпуса редуктора установить закладные крышки подшипников. В отверстия крышки редуктора установить штифты. Покрыть соединительный пояс корпуса редуктора спиртовым лаком и установить крышку редуктора на корпус. Затянуть болты крепления корпуса с крышкой редуктора. Проверить плавность вращения валов от руки. Вредные колебания стенок корпуса и крышки редуктора глушат ребрами жесткости. Масляная ванна должна быть достаточно глубокой, чтобы колесо вместе с маслом не захватывали бы твердых частиц, осевших на дно ванны. Глубина ванны должна быть не менее 20 мм.

Для лучшего стока масла дно ванны должно иметь уклон в сторону спускного отверстия. Для осмотра зубчатых  колес, подшипников и заливки масла в верхней части крышки выполнен люк с ручкой отдушиной.

Залить в корпус редуктора масло и установить крышку смотрового люка. Редуктор установить на стенд и подвергнуть обкатке по программе в соответствии с техническими условиями (Т. У.). После обкатки масло слить, установить на место пробку сливного отверстия и исправный редуктор сдать на склад готовой продукции.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе работы над курсовым проектом получены кинематические характеристики механизма.

При динамическом исследовании механизма двигателя внутреннего сгорания определено значение приведенного момента сил полезных сопротивлений, на основе которого осуществлен выбор электродвигателя с учетом особенностей заданий схемы редуктора.

Выполнены необходимые кинематические и другие расчеты, которые использованы для проектирования и конструирования редуктора привода поршневого компрессора сгорания.

В графической части курсового проекта выполнен сборочный чертеж редуктора, рабочие чертежи деталей , составлена спецификация на сборочный чертеж.

Библиографический список

1 Анурьев А.Е. Курсовое проектирование деталей машин / А.Е. Анурьев. – М.: Высшая школа, 1991.- 432с.

2 Артоболевский И. И. Сборник задач по теории механизмов и машин / Артоболевский И. И., Эдельштейн Б. В. – М .: Наука, 1973. – 256 с.

3 Дунаев П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. / П.Ф. Дунаев. О.П. Леликов. – М.: Высш.шк., 2004.- 399 с.

4 Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. / П.Ф. Дунаев. О.П. Леликов. – М.: Высш.шк., 2003. – 496  с.

5 Федоренко В.А. Справочник по машиностроительному черчению / В.А. Федоренко, А.И.Шошин.- СПб.: Машиностроение, 1981.- 336 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Спецификация