Смазывание. Смазочные устройства

Смазывание зубчатого зацепления и подшипников уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, а также предохраняем детали от коррозии. Снижение потерь на трение обеспечивает повышение КПД редуктора.

Смазывание происходит жидким маслом картерным непроточным способом.

Для проектируемого редуктора применяется масло И-Г-А-68. Количество масла, необходимого для редуктора рассчитываем по формуле:

V = 0,7*P_дв = 0,7*1,1 = 0,8 л

Заливка масла осуществляется через смотровой люк. Контроль за уровнем масла осуществляется с помощью жезлового маслоуказателя. Слив масла производится через сливное отверстие.

11 Проверочные расчёты

11.1 Проверочный расчёт шпонок

Условием прочности шпонки является:

σ_см = F_t / А_см ≤ [σ] (82)

Для шпонки открытой передачи:

А_см = (0,94h – t₁)*(l - b) = (0,94*6 – 3,5)*(22 - 6) = 34,24 мм² (83)

σ_см =1955 / 34,24 = 57,2 Н/мм²

Для шпонки зубчатого колеса:

А_см = (0,94*10 – 6)*(50 – 16) = 115,6 мм²

σ_см =1955 / 115,6 = 16,9 Н/мм²

Для шпонки полумуфты:

А_см = (0,94*8 – 5)*33 = 83,16 мм²

σ_см =1955 / 83,16 = 23,5 Н/мм²

Для всех шпонок условие правильного выбора выполняется.

11.2 Проверочный расчёт стяжных винтов подшипниковых узлов

Условием правильного выбора болтов является:

σ_экв = 1,3 F_p / A ≤ [σ]; (84)

F_p = [K₃(1-x)+x]F_b; (85)

F_b = 0,5 *Ry, где Ry – большая из реакций вертикальной плоскости вала.

А = (π*d_p²) / 4; (86)

d_p = d₂ – 0,94p, где р – шаг резьбы (87)

Для стяжных винтов подшипниковых узлов быстроходного вала:

d_p = 6 - 0,94*1 = 5,06 мм;

А = (3,14*5,06²) /4 = 20,1 мм²;

F_b = 0,5 * 906,4 = 453,2 Н;

F_р = [1,5*(1 – 0,25) + 0,25]*453,2 = 623,5 Н;

σ_экв = 1,3 * 623,5 / 20,1 = 42,26 Н/мм²;

[σ] = 0,25*σ_т = 0,25*300 = 75 Н/мм²;

σ_экв ≤ [σ] – условие выполняется, винты подобраны правильно.

Для стяжных винтов подшипниковых узлов тихоходного вала:

d_p = 8 – 0,94*1,25 = 6,825 мм;

А = (3,14*6,825²) /4 = 36,6 мм;

F_b = 0,5 * 661,57 = 330,785 Н;

F_р = [1,5*(1 – 0,25) + 0,25] * 330,785 =454,83Н;

σ_экв = 1,3 * 454,83 / 36,6 = 16,2 Н/мм²;

[σ] = 0,25*σ_т = 0,25*300 = 75 Н/мм²;

σ_экв ≤ [σ] – условие выполняется, винты подобраны правильно.

11.3 Проверочный расчёт валов

Проектный расчёт валов на чистое кручение произведён в задаче 7. Проверочный расчёт на прочность выполняем на совместное действие изгиба и кручения. Цель расчёта – определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми значениями.

Принимаем допускаемый коэффициент запаса прочности [S] = 2,1.

Для быстроходного вала:

Напряжения в опасных сечениях вала.

σ_а = σ_u =(M*10³) / W_нетто, где (88)

W_нетто – осевой момент сопротивления сечения вала,

М – суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении

W_нетто = 0,1*d₂³ =0,1*26³ = 1757,6 мм³ (89)

σ_а = (48,7*10³) / 1757,6 = 27,73 Н/мм²

Касательные напряжения:

τ_а = τ_к/2 = (М_к *10³) /2 W_рнетто, где (90)

М_к – крутящий момент,

W_рнетто – полярный момент инерции сопротивления сечения вала

W_рнетто= 0,2* d₂³ = 0,2* 26³ = 3515,2 мм³ (91)

τ_а = (42,9*10³) / (2*3515,2) = 6,1 Н/мм²

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для рассчитанного сечения вала:

(К_σ)_D = (К_σ / К_d) + К_F – 1; (92)

(К_τ)_D = (К_τ / К_d)) + К_F – 1 (93)

Коэффициенты К_σ = 1,7; К_τ = 1,45; К_d = 0,88; К_F = 1 – выбраны по табл. 11,2 – 11,4[4].

(К_σ)_D = (1,7 / 0,88) + 1 – 1 = 1,93;

(К_τ)_D = (1,45 /0,88) + 1 – 1 = 1,65.

Определяем пределы выносливости в расчётном сечении:

(σ_-1)_D = σ_-1 / (К_σ)_D = 300 /1,93 = 155,4 Н/мм² (94)

σ_-1 определяется по табл. 3,2[4].

τ_-1 = 0,58* σ_-1 = 0,58*300 = 174 Н/мм² (95)

(τ_-1)_D = τ_-1 / (К_τ)_D = 174 / 1,65 = 105,5 Н/мм² (96)

Определим коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

S _σ = (σ_-1)_D / σ_а = 155,4 / 27,73 = 5,6; (97)

S_τ = (τ_-1)_D / τ_а = 105,5 / 6,1 = 17,3 (98)

Общий коэффициент запаса прочности быстроходного вала равен:

S = = = 5,3 (99)

S ≥ [S] – условие выполняется.

Проверочный расчёт показал, что конструируемый быстроходный вал имеет достаточный запас прочности.

Для тихоходного вала:

W_нетто = 0,1d³ - = 0,1*56³ – = 15418,8 мм³ (100)

σ_а = (569,3* 10³) / 15418,8 = 36,9 Н/мм²

W_рнетто = 0,2d³ - = 0,2*56³ – = 32980,4 мм³ (101)

τ_а = (310*10³) / (2*32980,4) = 4,69 Н/мм²

Коэффициенты (К_σ)_D = 1,93; (К_τ)_D = 1,65 рассчитаны при проверке быстроходного вала. Пределы выносливости в сечении вала (σ_-1)_D = 155,4 Н/мм²; (τ_-1)_D = 105,5 Н/мм² - рассчитаны при проверке быстроходного вала.

Коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям тихоходного вала равны:

S _σ = 155,4 / 36,9 = 4,2;

S_τ = 105,5 / 4,69 = 22,49

Общий коэффициент запаса прочности тихоходного вала равен:

S = = 8,98

S ≥ [S] – условие выполняется.

Проверочный расчёт показал, что конструируемый тихоходный вал имеет достаточный запас прочности.

12 Технический уровень редуктора

Технический уровень целесообразно оценивать количественным параметром, отражающим соотношение затраченных средств и полученного результата. Результатом является нагрузочная способность редуктора, в качестве характеристики которой принимаем вращающий момент Т₃ на тихоходном валу. Мерой затраченных средств является масса редуктора. Тогда критерием технического уровня редуктора принимаем относительную массу:

γ = m / Т₃ (102)

Определим массу редуктора:

m = φpV*10^-9, где (103)

φ = 0,39 – коэффициент заполнения,

р = 7300 кг/м³ – плотность чугуна,

V = L*B*H = 402,6*146*444,8 = 26145166 мм³ – объём редуктора.

m = 0,39*7300*26145166*10^-9 = 74,44 кг;

γ = 74,44/309 =0,24

По табл 12.1[4] проверяем технический уровень конструируемого редуктора γ = 0,24 > 0,2. Конструируемый редуктор получил низкую качественную оценку технического уровня и является морально устаревшим.

Данный результат получен из-за того, что при конструировании применялись наиболее простые и дешёвые материалы. Для повышения технического уровня данного редуктора можно применить более лёгкие, современные и более качественные материалы, что поможет снизить массу редуктора и уменьшить его габаритные размеры.

Список использованных источников

1. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин [Текст]: учеб. пособие / Дунаев П.Ф., Леликов О.П. - Минск.: Высш. шк.; 1985 - 416с.

2. Рабданова Н.М. Рамы и плиты [Текст]: Метод.указания по конструиро-ванию оснований приводов / Рабданова Н.М., Балбаров В.С. - Улан-Удэ.: Издательство ВСГТУ; 2010– 28 с.

3. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин [Текст]: учеб. пособие/ Чернавский С.А. - Минск: Машиностроение, 1987 – 416 с.

4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин[Текст]: учеб.пособие/ Шейнблит А.Е. -Изд. 2-е -Калининград: Янтар. сказ, 2005 – 456 с.