Долговечность подшипника в часах

Условие выполняется, значит берем подшипник легкой узкой серии.

Таблица 20 – Параметры подшипника

Условное обозначение	d	D	B	r	C	C0
					35,1	19,8

 

7. Второй этап эскизной компоновки редуктора

Исходные данные:

Межосевое расстояние: а = 250мм

Размеры колес: d₁ =84 мм d₂ =416 мм

d_f1 = 76,5 мм d_f2= 408,5 мм

Уточненные размеры валов: d_в1 = 36 мм; d_ш1 = 30 мм; d_хв1 = 28мм

d_в2 = 60 мм; d_ш2 = 50 мм; d_хв2 = 45мм

Уточненные размеры подшипников:

На первом валу:

№ 206: d = 30 мм; D = 62 мм; B = 16 мм; r = 1,5 мм

На втором валу:

№ 210: d = 50 мм; D = 90 мм; B = 20 мм; r = 2 мм

Рассчитаем некоторые элементы конструкции корпуса:

1) Толщина стенки корпуса и крышки редуктора

Принимаем: для корпуса δ = 10 мм

для крышки δ₁ = 8 мм

2) Толщина верхнего фланца корпуса

b = 1,5·δ = 1,5·10 = 15 мм

3) Толщина нижнего пояса крышки корпуса

b₁ = 1,5·δ₁ = 1,5·8 = 12 мм

4) Толщина нижнего пояса корпуса

без бобышки: Р = 2,35·δ = 2,35·10 = 23,5 мм;

с бобышкой: Р₁=1,5· δ=1,5 · 10=15 мм;

Р₂ = (2,25…2,75)·δ = 2,5·10 = 25 мм.

5) Диаметр фундаментных болтов

d₁ = (0,03…0,036)·а + 12

d₁ = 0,03·200 + 12 = 19,5 мм

принимаем болт М20

 

6) Диаметры болтов

а) у подшипника

d₂ = (0,7…0,75)· d₁

d₂ = 0,725·19,5 = 14,1 мм

принимаем болт М16

б) соединяющих основание корпуса с крышкой по поясу

d₃ = (0,5…0,6)· d₁

d₃ = 0,55·19,5 =10,725 мм

принимаем болт М12

7) Расстояние между осями болтов

q ≥05·d₂ + d₄

d₄ = 8…12

q ≥05·16 + 8 = 16 мм

8) Диаметр бобышки

Крышки выбираются по ГОСТ в зависимости от наружного диаметра подшипника, устанавливаемого в гнездо

ПО ГОСТ 18512–73 для первого вала выбираем крышку МС62х25 и ГН-62; для второго вала крышку МС90х30 и ГН–90

9) Длина гнезда бобышек

l = δ + с₂ + R_б + 5

R_б = 1,1· d₂ = 1,1·13,5 = 14,9 мм

с₂ = 21 для М16

l = 10 + 21 + 14,9 + 5 = 50,9 мм

10) Диаметр ступицы

d_ст2=1,8·d_в2=1,8·60=100 мм;

11) Длина ступицы

l_ст2=1,6·d_в2=1,6·60=80 мм;

12) Отверстия в диске

d_отв=0,25·(D_o-d_ст2)=0,25·(320,45-100)=72 мм;

13) Расстояние между осями отверстий в диске

D_отв=0,5·(D_o2+d_ст2)=0,5·(320,45+100)=244 мм.

14) Диаметры болтов

Рисунок 17 – Болт с шестигранной головкой

Болты диаметром d₁ для крепления к раме.

d₁ = (0,03÷0,031) a_W +12= (0,03÷0,031) ∙ 250+12=18÷18,2 мм

Берем болт М 16.

Болты диаметром d₂ используют для крепления крышки к корпусу

d₂ = (0,7÷0,75) d₁ = (0,7÷0,75) ∙ 16=11,2÷12 мм

Берем болт М 12.

Расстояние от отверстия под подшипник до отверстия d₂:

l= (1÷1,2) ∙d₂ =(1÷1,2)∙12=12÷14,4 мм

Берем l= 13 мм.

Диаметр болта d₃ вычисляется по формуле:

d₃ =(0,5÷0,6)∙ d₁= (0,5÷0,6)∙16 =8÷9,6 мм

Берем болт М 8.

Таблица 21 – Зависимость k и с от диаметра болта

	М 6	М 8	М 10	М 12	М 16	М 20
k
с

 

Таблица 22 – Параметры болтов

d	S	H	D
		5,5	14,2 18,7 20,9 26,5 33,3 39,6

 

Резиновая армированная манжета приведена в [2] с 209

Определение способа выполнения шестерни и вала

 

Рисунок 18 – Шестерня со шпоночным пазом

d_f1 =76,5 мм, t₂= 4 мм, m_П= 3

2,5∙ m _п=2,5∙3=7,5 мм,

X =16,25>7,5 мм

Значит шестерня выполнена отдельно от вала

 

Рисунок 19 – Шестерня отдельно от вала

 

Выбор и проверочный расчет шпонок

Рисунок 20 – Вал со шпоночными пазами

 

Для соединения валов с колесами обычно используют призматические шпонки. Размеры сечения шпонок и их длину выбирают по ГОСТ 23360-78 [2] с 169. Материал шпонок – сталь 45.

Таблица 23 – Шпонки призматические, размеры в мм

Диаметр вала, d	Сечение шпонки, b x h	Глубина паза
Вала, t1	Втулки, t2
свыше 12 до 17 22-30	6x6 8x7	3,5 4,0	2,8 3,3
30-38 38-44 44-50	10x8 12x8 14x9	5,0 5,0 5,5	3,3 3,3 3,8
50-58 58-65	16x10 18x11	6,0 7,0	4,3 4,4

 

Шпонка под звездочку

d_1ш= 28 мм

Длина шпонки должна быть меньше длины ступицы на 5-10 мм

Длина ступицы

Шпонку рассчитывают на смятие, а иногда и на срез. Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, то есть должно соблюдаться условие:

– допускаемое напряжение смятия. = 100 МПа для стальной ступицы.

= 50…70 МПа для чугунной ступицы.

F – окружная сила, действующая на шпонку

А – площадь смятия шпонки

Рисунок 21 – Шпонка призматическая и окружная сила F

d_1ш =28 мм, b =8 мм, h =7 мм, t₁ =4,0 мм.

h – t₁ = 7 – 4,0 = 3 мм

А_см=(h– t₁)l_p,

где l_p – рабочая длина шпонки.

Рисунок 22 – Виды шпонок

l_р=l – b

l=L – (5…10) = 42 – (5…10) = 32…37 мм

Длины шпонок выбирают из ряда по ГОСТ [2] с 169:

…14, 16, 18, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, …

=> l =36 мм

Условие не выполняется, так как = 100 МПа<

Возьмем две шпонки => А_см =2 (h – t₁)(l – b)

то есть условие выполняется.

Шпонка под шестерню

d_3ш= 36 мм b_ш= 55 мм T₂= 163 H∙м

l=b_ш – (5…10) = 55 – (5…10) = 45…50 мм

Длина шпонки по ГОСТ l= 50 мм

b =10 мм, h =8 мм, t₁ =5,0 мм.

А_см=(h– t₁)l_p = (h – t₁)(l – b)

то есть условие выполняется.

Шпонка под колесо

d_3к= 60 мм l_ст= 80 мм T₃= 769,4 H∙м

l=l_ст – (5…10) = 80 – (5…10) = 70…75 мм

Длина шпонки по ГОСТ l= 70 мм

b =18 мм, h =11 мм, t₁ =7,0 мм.

А_см=(h– t₁)l_p = (h – t₁)(l – b)

то есть условие не выполняется.

Возьмем две шпонки => А_см =2 (h – t₁)(l – b)

то есть условие выполняется.