= 0,63 ⋅ 1455,88 = 917,2 H

Уточняем соотношение для левого подшипника, где действует осевая реакция (и как более нагруженного), по формуле

= = 0,032 e = 0,032

= = 0,74 e = 0,74 > e = 0,34

Определяем коэффициент вращения колец V. Принимаем V = 1.

Уточняем соотношение для правого подшипника, где действует осевая реакция (и как более нагруженного), по формуле

= = 0,013 e = 0,032

= = 0,297 e = 0,297 e = 0,34

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку, действующую на левый, более нагруженный подшипник:

= ( X ⋅ V ⋅ + Y ⋅ ) ⋅ ⋅

Имеем e = 0,74. При этом e = 0,74 > e = 0,34. Соответственно, X = 0,45, Y = 1,62.

Если рассматриваем радиальные шариковые подшипники, установленные на валу, где не действуют осевые силы (F_a = 0), или отношение F_a/C₀ меньше имеющегося (< 0,34), то X = 1, Y = 0.

Коэффициент безопасности принимаем K_Б = 1 ‒ при спокойной нагрузке. Температурный коэффициент принимаем K_Т = 1, если температура подшипника в процессе работы не превышает 100 °С.

= (0,45 ⋅ 1 ⋅ 890,5 + 1,62 ⋅ 660,07) ⋅ 1 ⋅ 1 = 1470,03 H

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку, действующую на правый подшипник:

= ( X ⋅ V ⋅ + Y ⋅ ) ⋅ ⋅

= (1 ⋅ 1 ⋅ 917,2 + 0 ⋅ 272,4) ⋅ 1 ⋅ 1 = 917,2 H

Ресурс подшипника (в миллионах оборотов)

L =

L = = 446,76 млн. оборотов

Расчетная (потребная) динамическая грузоподъемность

= ⋅

где p – показатель степени, который для шарикоподшипников принимается p = 3, для роликоподшипников p = 3,33.

Коэффициент долговечности a₁. Принимаем коэффициент долговечности a₁ = 1 при коэффициенте надежности P(t) = 0,9. Определяем обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла a₂₃ примем среднее значение из рекомендуемого диапазона a₂₃ = 0,75.

= 1470,03 ⋅ = 12368,88 H

Должно выполняться условие

Данное условие выполняется: =12,3 кН ≤ C = 26,9 кН, т. е. расчетная динамическая грузоподъемность не превышает базовую (паспортную), значит, динамическая грузоподъемность подшипника обеспечена.

Коэффициенты радиальной и осевой статических сил для рассматриваемого примера X₀ = 0,5, Y₀ = 0,47.

Определяем эквивалентную статическую нагрузку с учетом большей нагруженности левой опоры А. Используем максимальные, а не средние значения реакций.

= ⋅ + ⋅

= 0,5 ⋅ 1413,48 + 0,47 ⋅ 1047,73 = 1199,17 H

При этом должно выполняться условие P₀ ≥ R_А, т. е. для дальнейших расчетов необходимо выбрать из двух значений P₀ и R_A максимальное. Данное условие не выполняется, поэтому принимаем P₀ = R_А = 1413,48 H.

С учетом трехкратной перегрузки P_0П = 3 ⋅ P₀ = 3 ⋅ 1413,48 = 4240,44 H.

Должно выполняться условие

Условие выполняется: 4,24 кН ≤ 20,4 кН.

Статическая грузоподъемность подшипника обеспечена.

6. Расчет шпоночных соединений в приводе

Для закрепления деталей на валах редуктора используем призматические шпонки. Размеры поперечного сечения шпонок выбираем по ГОСТ 23360-78 в соответствии с диаметром вала в месте установки шпонок, материал – сталь чисто стянутая для шпонок ГОСТ 8787-68 = 110 МПа.

Таблица 1 – Параметры шпонок и действующие на них нагрузки

Расчет шпонок производим по допустимым напряжениям на смятие

=

где − допускаемое напряжение смятия для шпонки (при посадках на вал с натягом = 110 Мпа).

= = 76,91 МПа = 110 МПа.

= = 84,24 МПа = 110 МПа.

= = 79,58 МПа = 110 МПа.

Выбранные шпонки удовлетворяют напряжениям смятия.

7. Выбор муфт

Для соединения вала электродвигателя с валом редуктора согласно заданию, применяем муфту упругую втулочно-пальцевую ГОСТ 41424 - 93. Муфту втулочно-пальцевую изготавливают для диаметров валов от 10 до 160 мм. Упругие муфты применяют для компенсации вредного влияния несоосности валов и улучшения динамических характеристик привода.

Производим подбор муфты по диаметру выходного конца быстроходного вала редуктора и вала электродвигателя. Подбираем муфту 250-32-1-18-1. При этом номинальный крутящий момент для данной муфты равный 250 Н·м меньше крутящего момента на быстроходном валу редуктора.

8. Обоснование и выбор смазочных материалов

Для уменьшения износа зубьев, для уменьшения потерь на трение, а также для отвода тепла, выделяющегося в зацеплении, применяют смазку передач и подшипников в редукторе, а также подшипников приводного вала.

Так как окружные скорости зубчатых колес не превышают 15 м/с их смазывание производится погружением в масляную ванну. По рекомендации глубина погружения быстроходного червяка обычно не превышает 0,3 его радиуса.

Принимаем для смазки редуктора масла трансмиссионное ТМ-3-9 ГОСТ 17472-85, имеющее кинематическую вязкость = 30..47.

Объём заливаемого масла определяется по формуле:

V = a ⋅ b ⋅ c,

где a – внутренняя длина редуктора,

b – внутренняя ширина редуктора,

c – высота масла в редуктора,

V = 193 ⋅ 89 ⋅ 41 = 0,7 л.

Смазка подшипников редуктора производится масляным туманом, образующимся внутри корпуса редуктора при его работе.

Смазка подшипников приводного вала производим пластичной смазкой Литол 24 ГОСТ 21150-87 который закладываем в подшипниковые опоры в объёме 120 мм.

9. Техника безопасности и экологичность проекта.

Перед пуском в работу привода, разработанного в данном курсовом проекте, необходимо проверить надежность крепления деталей, герметичность системы смазки, наличие и надежность стопорения резьбовых соединений привода.

Пространство, занимаемое вращающимися частями двигателя, редуктора, муфт и других деталей, должно быть ограждено предохранительными кожухами и перилами.

Электродвигатель и рама должны быть заземлены.

Расстояние между приводом и оборудованием, а также, между приводом и стенкой помещения должно быть не менее 1 м., а проходы не загромождены.

В процессе работы должны соблюдаться действующие правила для слесарных и сварочных работ, правила по технике безопасности при работе с электрооборудованием (ГОСТ 12.3.002-75, ГОСТ 12.3.009-76, ГОСТ 12.3.003-86, ГОСТ 12.2.007-75, ГОСТ 12.2.007.0-75).

Заключение

В курсовом проекте по дисциплине «Детали машин» были получены практические навыки определения основных параметров привода; проведения расчетов различных передач, валов, подшипников качения и шпоночных соединений; выбора стандартных изделий (подшипников, муфт, шпонок) разработки различных видов конструкторских документов (чертежей общего вида, рабочих чертежей деталей, спецификаций).

В результате курсового проектирования разработан комплект конструкторских документов на привод лебедки, включающий пояснительную записку, сборочные чертежи узлов привода, рабочие чертежи некоторых деталей, спецификаций.

Полученные в ходе курсового проектирования навыки позволят в дальнейшем использовать их при выполнений курсовых проектов на специальных дисциплинах, а также при работе в качестве специалиста после окончания вуза.

Список использованных источников

1. Курмаз, Л.В. Детали машин. Проектирование: Учеб. пособие / Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда. – Мн.: УП «Технопринт», 2001. − 290 с.

2. Иванов, М.Н. Детали машин: Учеб-ник / М.Н. Иванов, В.А. Финогенов. – 15- изд., испр. И доп. − М.: Юрайт, 2016. − 408 с.

3. Лустенков, М.Е. Л86 Практикум по основам проектирования и деталям машин: учеб. пособие / М.Е. Лустенков. – Могилев: Белорус.-Рос. ун-т, 2018. – 240 с.: ил. ISDN 978-985-492-155-6.

4. Иванов М.И. “Детали машин”. Учебник для студентов вузов/под редакцией В.А. Филогенова. в-е изд. перераб – М: Высшая школа 1998-383с.