МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Н.Э.БАУМАНА.
Домашнее задание №2
по курсу ОКП
(3 курс 6 семестр)
Расчет и проектирование валов и опор
механических передач.
Расчет и проектирование валов и опор
механических передач.
Задание:
В соответствии с вариантом задания (Таблица 8) произвести:
1. Расчёт вала;
2. Расчёт и подбор шарикоподшипников;
3. Расчёт опор с трением скольжения;
4. Провести сравнительный анализ типов опор;
5. Выполнить на листах формата А4 чертёжи вала с опорными узлами для обоих типов опор.
Список рекомендуемой литературы:
Методические указания по выполнению домашнего задания «Проектирование опор вала передач». Т.И. Виляевская, Е.В. Веселова, М.: МВТУ, 1979
Расчет подшипников качения и проектирование подшипниковых узлов.
В.И. Матвеев. М.:МВТУ, 1978,
Расчет и конструирование подшипников скольжения приборов.
Е.В. Веселова, Н.И.Нарыкова. Изд. МВТУ, 1982
Атлас конструкций опор приборов. А.Н.Котов. М.:МВТУ, 1978
Справочник «Подшипники качения». М.А.Бейзельман и др. М.:Машиностроение, 1975
^
1. Выбрать материал вала и определить его механические характеристики (Таблица 6):
[σ], [τ], E, G.
[
2. Определить диаметр вала и его конструкцию из расчетов на прочность и жесткость.
^
Если на вал или его участок действует только крутящий момент Мк, то его диаметр можно определить из условия прочности на кручение
При одновременном действии крутящего МК и изгибающего МИ моментов расчёт можно вести через приведённый момент МПР в опасном сечении  по формуле:
^
С целью уменьшения упругого мёртвого хода в точных механизмах крутильная жёсткость валиков определяется условием
где [φ]-допустимая величина угла закручивания валика на рабочей длине  (при расчёте принять [φ]=20 угловых минут).
Тогда диаметр валика на рабочем участке определяется по формуле
Для уменьшения возможных перекосов, появления люфта и заклинивания передачи необходимо провести проверку размеров валов из условия изгибной жёсткости по формуле
где :  - расчетная величина прогиба валика в месте установки колеса или шкива,
 - предельно допускаемая величина прогиба.
В общем случае принимают  , где L – расстояние между опорами или расстояние от колеса до ближайшей опоры при консольном креплении.
По результатам расчета определить необходимые размеры и конструкцию вала.
^
Подшипники качения подбирают по статической или динамической грузоподъемности. Условно принято, что при n<1 об/мин расчет производят по статической грузоподъемности СO, при n>1 об/мин - подшипники рассчитывают и подбирают по динамической грузоподъемности С. При расчетах принять:
- температура в подшипниках не превышает 60°С;
- возможные перегрузки - в соответствии с номером варианта.
^
Расчётная статическая грузоподъёмность  определяется как
 [H]
где  - эквивалентная статическая нагрузка, Н,
 - коэффициент надежности (выбирается в зависимости от требований к лёгкости вращения в пределах = 0,5...2,5).
 или
 (если по расчётам  )
Значения  - по таблице.
Расчётная динамическая грузоподъёмность  определяется как
 [H],
где  -долговечность в часах,
n -частота вращения, об/мин,
Р -эквивалентная динамическая нагрузка, Н.
 при 
 при 
 -приведены в таблицах 1,6,7.
V=1.2 при вращающемся наружном кольце.
V=l при вращающемся внутреннем кольце.
Момент трения в шарикоподшипнике
 [H∙мм];
 [Н·мм]; 
-
d (мм)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
d ш
|
0.68
|
1
|
1.59
|
2
|
2
|
2.38
|
3
|
3
|
3.5
|
3.96
|
Пользуясь атласом ЭПУ под ред. О.Ф. Тищенко выбрать конструкцию вала с опорами. Для всех вариантов ширину колёс b принять 4 мм.
^
1.Выбрать тип и материал опор исходя из условий нагружения и эксплуатации.
2.Для выбранных материалов цапф и втулок (корпуса) определить по таблицам:
допускаемое удельное давление [р],
допускаемое значение критерия теплостойкости [pv],
допускаемое значение напряжения изгиба [σ]И.
3.Определить параметр  по формуле
Обычно принимают  . Если  не находится в допускаемом диапазоне, то необходимо выбрать другие материалы с другими  и [р].
4.Определить диаметры цапф
Найденное значение d округляется и согласуется с расчётными диаметрами участков валика из условий прочности и жёсткости.
5.Находим длину цапфы
6.Проверяем найденные параметры цапф на соответствие критерию [pv]
Найденное значение  сравнить с ранее вычисленным (п.5) и выбрать наибольшее, имея ввиду, что при этом должно выполняться условие (п.3). Если оно не выполняется, то необходимо проанализировать результаты расчетов и соответственно изменить параметры опор.
7.Определить моменты трения в левой и правой опорах и к.п.д. опор:
Таблица №1. Значения X и Y для радиальных и радиально-упорных однорядных шарикоподшипников (ГОСТ 18855-82)
«,°
|
|
|
|
е
|
X
|
Y
|
X
|
Y
|
0
|
0,014 0,028 0,056 0,084 0,110 0,170 0,280 0,420 0,560
|
1
|
0
|
0,56
|
2,30
1,99
1,71
1,55
1,45
1,31
1,15
1,04
1,00
|
0,19
0,22
0.26
0,28
0,30
0,34
0,38
0,42
0,44
|
12
|
0,014 0,057 0,110 0,170 0,290 0,570
|
1
|
0
|
0,45
|
1,81
1,46
1,22
1,13
1,04
1,00
|
0,30
0,37
0,45
0,48
0,52
0,54
|
18
26
36
|
-
-
-
|
1
|
0
|
0,43
0,41
0,37
|
1,00
0,87
0,66
|
0,57
0,68
0,95
|
Параметры радиальных однорядных шарикоподшипников типа 0000 (ГОСТ 8338—75*)
|
