2. Краткое описание конструкции (стр. 5 из 6)

При всех условиях работы эксплуатационные характеристики подшипников (долговечность, виброустойчивость, жёсткость, точность и так далее) существенно зависят от распределения нагрузки между телами качения и контактных напряжений в деталях подшипников, что, в свою очередь, определяется расположением оси подшипника и направлением действия нагрузок.

Из проектного расчета вала на статическую прочность, который был произведен с учетом крутящего момента, был ориентировочно определен диаметр выходного конца вала. При известном выходном диаметре вала диаметр посадочного места вала под подшипник определяю из конструктивных соображений с учетом технологии изготовления вала и сборки подшипникового узла.

Выберем подшипники сверхлёгкой серии:

Вал	Условное обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r = r1, мм	d2, мм	D2, мм	С, мм	СO, мм	n, об/мин предельное
II	1000084	4	9	2.5	0,2	5.0	8	420	180	31500
III	1000093*	3	8	3	0,2	4.0	7	440	200	31500
IV	1000096	6	15	5	0,4	7.8	13	1160	570	31500
V	1000096	6	15	5	0,4	7.8	13	1160	570	31500

Проверяем подшипник 1000084 по динамической грузоподъемности:

,

где

= 750 часов;

n =

1500 об/мин (скорость вращения на данном колесе);

Т. к.

где — осевая нагрузка, а е — табличный коэффициент, устанавливаемый стандартом на подшипники;

— эквивалентная динамическая нагрузка;

V = 1, так как вращается внутреннее кольцо подшипника;

= 1.4 —коэффициент безопасности ([11, с. 19]);

= 1.05 — температурный коэффициент([11, с. 20]).

Отсюда находим (для подшипникового узла А):

P_А = 0.1×1×1.4×1.05 = 0.1 H

H

Так как табличное значение С = 420Н, предварительно выбранного подшипника 1000084, превышает расчётное, то есть требуемое 4.1 Н, то этот подшипник можно установить в узел А.

После аналогичной проверки в узле В, а также проверки остальных подшипников в узлах А и В на соответствующих валах, получаем следующие результаты:

Вал	, Н	, Н	V			, Н	, Н	n, об/мин	, Н	, Н
II	0.1	3.5	1	1.4	1.05	0.1	5.1	1500	4.1	207.7
III	8.7	0.6				12.8	0.9	400	335.5	23.6
IV	26.6	10.4				39.1	15.2	100	645.5	250.9
V	5.9	31.4				8.7	46.2	10	66.7	354.0

Т. о. все предварительно выбранные подшипники можно установить в данной конструкции.

2.5 Точностной расчет ([2, ч.1], с.80-90).

Основными погрешностями зубчатых передач являются погрешности, возникающие из-за мертвого хода D_м.х. в угловых минутах, и кинематическая погрешность F_ior в мкм или Dj_ior в угловых минутах.

Общая погрешность передачи находится как сумма этих погрешностей:

D_S = D_м.х. + Dj_ior. ([2, ч. 1], c 80)

В свою очередь, мертвый ход равен сумме двух погрешностей - люфтовой погрешности и погрешности из-за упругого мертвого хода:

D _м.х = Dj_Л + Dj_У. ([2, ч. 1], c 81)

Собственную люфтовую погрешность передачи любой степени точности и вида сопряжения можно определить по формуле:

Dj_Л = К_СК_mDj _7H, ([2, ч. 1], c 83)

где Dj _7H - люфтовая погрешность передачи с m = 0.5, 7-ой степени точности, сопряжения Н; значение Dj_7H берется из графика, помещенного на рис. 3,18 ([2, ч 1], c 82); К_С - коэффициент, вносящий поправку при выборе других степеней точности и других видов сопряжения; значение этого коэффициента дано в табл. 3.5 ([2, ч 1], c 84). Коэффициент К_m вносит поправку при значении модуля m не равного 0.5. Значения этого коэффициента находится из графика на рис. 3.19 ([2, ч. 1], c 83);

Т. к. в последней передаче будет участвовать люфтовыбирающее колесо, то люфтовую погрешность от нее полагаем равной 0.

Межосевое расстояние каждой пары для условного модуля m* = 0.5:

a*= m*(z₁ + z₂)/2 = 0.5(30 + 120)/2 = 37.5 мм.

По графику нахожу значение люфтовой погрешности каждой пары для степени точности 7Н и m = 0.5: Dj_7H = 18¢, К_m1 = К_m3 = 2.1, К_m5= 1.7, К_С = 1,11.

Собственные люфтовые погрешности каждой пары:

Dj_Л1 = Dj_Л3 = К_СК_m1Dj _7H = 1.11*2.1*18 = 42.0¢,

Dj_Л5 = К_СК_m5Dj _7H = 1.11*1.7*18 = 34.0¢.

Суммарная угловая погрешность, приведенная к выходному z₈ колесу ([2, ч 1], с 81):

Dj_Л = (Dj_Л1/i_1-(n+1)) + (Dj_Л3/i_2-(n+1)) +…+ (Dj_Л(2n-3)/i_(n-1)-(n+1)) + (Dj_Л(2n-1)/i_n-(n+1)) .

Т. к. передаточное отношение первых 3-х ступеней одинаково и равно 4, а последней (4-ой) ступени равно 10, то формула примет вид (n=4):

Dj_Л = (Dj_Л1/i_1-(n+1)) + (Dj_Л3/i_2-(n+1)) + (Dj_Л5/i_3-(n+1)) = (42.0/628) + (42.0/160) + (34.0/40) = 1.18¢.

Упругий мертвый ход определяется по формуле (в качестве материала вала выбрана сталь, для которой G = 80000 Н/мм²):

Dj_У = 180*60*64М_Кl/(p²80000 d⁴) = 0.88 М_Кl/d⁴. ([2, ч 1], c 85).

Dj_УI = 0.88*4*51/3⁴ = 2.22¢;

Dj_УII = 0.88*14*51/5⁴ = 1.01¢;

Dj_УIII = 0.88*55*51/4⁴ = 9.64¢;

Dj_УIV = 0.88*210*51/8⁴ = 2.30¢;

Dj_УV = 0.88*1970*51/8⁴ = 21.59¢.

Упругий мертвый ход всей передачи:

Dj_У = Dj_УI/i_I-(n+1) + Dj_УII/i_II-(n+1) + Dj_УIII/i_III-(n+1) + Dj_УIV/i_IV-(n+1) + Dj_УV= 2.22/628+1.01/160+9.64/40+2.30/10+21.59 = 22.07¢.

Cобственные кинематические погрешности колес (из графика на рис 3,21 [2, ч 1], с. 87):

Dj_i1 =Dj_i3 = 21.7¢;

Dj_i2 = Dj_i4 = 6.6¢;

Dj_i5 = 21.7¢;

Dj_i6 = 4.8¢;

Dj_i7 = 12.0¢;

Dj_i7 = 2.0¢.

Полная суммарная кинематическая погрешность передачи:

Dj_i0 = Dj_i1/i_I-(n+1) + (Dj_i2+Dj_i3)/i_II-(n+1) + (Dj_i4+Dj_i5)/i_III-(n+1) + (Dj_Уi6+Dj_i7)/i_IV-(n+1) + Dj_i5 = 21.7/628+(6.6+21.7)/160+(6.6+21.7)/40+(4.8+12.0)/10+2.0=4.60¢.

Общая погрешность передачи:

D_S = D_м.х. + Dj_ior = 1.18+ 22,07 + 4.60 = 27.85¢.

2.6. Расчёт параметров муфты (расчёт пружины) [2, ч.2, c.160-164; 18, с. 33-35]