SŠPU Opava. PROGRAM č. 5 ULOŽENÍ HŘÍDELE PŘEVODOVKY

Transkript

1 SŠPU Opava Třída: SVB Školní rok: 007/008 PROGRA č. 5 ULOŽENÍ HŘÍDELE PŘEVODOVKY Zadání: Navrhněte uložení hnaného (výstupního) hřídele jednostupňové převodovky ve valivých ložiscích, která jsou mazána rozstřikem oleje při brodění velkého ozubeného kola v olejové náplni převodovky. Použijte dvě kuličková ložiska řady Životnost uvažujte 1 rok nepřetržitého provozu převodovky. Převodovka bude reverzační. Spojení navrhněte pro tyto parametry: Přenášený výkon: P 3 kw Otáčky hnacího hřídele: n 1 10 s 1 Převodový poměr: i 3,5 Roztečný průměr hnacího kola: D 1 84 mm Axiální síla: F a 90 N Vzdálenost mezi ložisky: l 85 mm Rozměr a 40 mm Program obsahuje: Výpočtová část: Výkresová část: Náčrt převodovky, zatěžující síly, pevnostní výpočet hřídele, kontrola per, výpočet ložisek. Uložení hnané hřídele s ozubeným kolem v ložiscích, výrobní výkres hnaného hřídele. Jméno: Datum odevzdání:

2 Číslo žáka: Přenášený výkon: SŠPU Opava Program č. 5 Uložení hřídele převodovky. ročník Otáčky hnacího hřídele Převodový poměr Roztečný průměr hnacího kola Axiální síla Vzdálenost mezi ložisky Rozměr P n 1 i D 1 F a l a Poznámka [kw] [s 1 ] [ ] [mm] [N] [mm] [mm] 1 5,3 16, , 15, ,7 18,3, , 18,3, , , 7, ,0 18, , 15, ,4 10, ,0 1, ,0 0, , 5, ,1 10, ,3 1, ,8 14,

3 VOLENO, DÁNO: SŠPU Opava Program č. 5 Uložení hřídele převodovky. ročník 1. Schéma převodovky: VÝPOČET: VÝSLEDEK: D 1 84 mm i 1 Přenášený výkon: P 3 kw 3000 W Otáčky hnacího hřídele: n 1 10 s 1 Roztečný průměr hnacího kola D 1 84 mm. Rozměry ozubených kol: n1 D i D i. D 1 3, mm n D 3. Silové poměry: Odvození síly a kroutícího momentu z přenášeného výkonu: F [N] A F. s [N.m] A F s P P F v F t t v D P D P D P P K F r F K v π D n π n ω Obvodová síla F je výkon P dělený obvodovou rychlostí v Kroutící moment K je výkon P dělený úhlovou rychlostí ω 3. Výpočet kroutících momentů: P P 3000 K 47, 7 Nm 1 ω1 π n1 π 10 Otáčky hnaného hřídele: n : n1 n1 1 i n 10, 86 s n i 3,5 P P 3000 K 167 Nm ω π n π,86 Roztečný průměr hnaného kola D 94 mm 3.3 Obvodová síla v ozubení: K1 K1 47,7Nm F1, 1136 N D K1 47,7 Nm 1 D1 0,084m n,86 s 1 K 167 Nm F 1, 1136 N

4 VOLENO, DÁNO: l 85 mm a 40 mm F 1, 1136 N SŠPU Opava Program č. 5 Uložení hřídele převodovky. ročník VÝPOČET: 3.4 Výpočet reakcí hnaného hřídele v ložiscích: VÝSLEDEK: Σ ib 0 F1, ( l a) 1136 (85 40) F RA. l F 1,. (l a) 0 F RA 601N l 85 ΣF iy 0 F 1, F RA F RB 0 F RB F 1, F RA N 4. Výpočet hnaného hřídele: F RA 601 N F RB 535 N K 167 Nm at. hřídele Stanovení momentů: K K 167 Nm Nmm O Oax F RA. a Nmm Oax 4. Výpočet místa 1 Pouze K : ateriál hřídele je , volíme spodní hranici uvedeného rozpětí pro ohyb a horní hranici pro krut při střídavém zatížení III (reverzační chod). Dle ST str. 54 a 55 platí: σ DovO III Pa Volíme σ DovO 85 Pa τ DovK III Pa Volíme τ DovK 70 Pa τ K W K K W K K1 0, d K '3 1 ' τ DovK K d 3 1 3, τ 0, 70 0 DovK d 1,85 mm d 1 zvětšíme o hloubku drážky pro pero v hřídeli, dle ST str. 467 platí pro rozsah průměrů hřídelů 30 mm t 4,1 mm d 1 d 1 + t,85 + 4,1 6,95 mm Průměr hřídele zaokrouhlíme dle ST str. 176 na d 1 8 mm Nmm σ DovO 85 Pa τ DovK 70 Pa d 1 8 mm

5 VOLENO, DÁNO: σ DovO 85 Pa τ DovK 70 Pa SŠPU Opava Program č. 5 Uložení hřídele převodovky. ročník 4.3 Výpočet místa 3 O + K : VÝPOČET: O Re d Oax + 0,75 ( α B K ) ,75 ( ) Nmm O Red O Red σ O σ DovO ' 3 W 0,1 d d O 0,1 σ ' O Re d , 8 DovO 0, mm d 3 zvětšíme o hloubku drážky pro pero v hřídeli, dle ST str. 467 platí pro rozsah průměrů hřídelů 30 mm: t 4,1 mm d 3 d 3 + t 5,8 + 4,1 9,9 mm Průměr hřídele zaokrouhlíme dle ST str. 176 a vzhledem k únavové pevnosti na d 3 35 mm d 1 8 mm 4.4 Stanovení průměru hřídele v místě : Je zde prostý krut, proto průměr d d 1 Vzhled ke konstrukci, uložení ložisek v podporách volíme d 30 mm Vzhledem k nakupování dílů volíme pro jednoduchost ložiska v obou podporách stejná d d 4 30 mm d 1 8 mm d 30 mm d 3 35 mm d 4 30 mm K 167 Nm p Dov 60 Pa 5. Výpočet per: 5.1 Výpočet v místě 1: VÝSLEDEK: d 3 35 mm d 30 mm d 4 30 mm d1 K K F1 F N d1 8 Dle ST str. 467 volíme pero s rozměry b 8 mm, t 4,1 mm, t 1,1,9 mm F1 F F p p Dov l1 68,6 mm S l t t p, ,1 Volíme délku pera l 1 70 mm dle ČSN Výpočet v místě 3: 1,1 Dov d3 K K F3 F N d3 35 Dle ST str. 467 volíme pero s rozměry b 10 mm, t 4,7 mm, t 1,3 3,3 mm F3 F p p F Dov l3 48,mm S l t t p 3, ,3 1,3 Dov Volíme délku pera l 3 50 mm dle ČSN 0 56 l 1 70 mm l 3 50 mm

6 VOLENO, DÁNO: d 30 mm F a 90 N SŠPU Opava Program č. 5 Uložení hřídele převodovky. ročník VÝPOČET: 6. Výpočet ložisek: Průměr hřídele: d 30 mm Dle ST str platí pro průměr hřídele 30 mm následující tabulka: Typ C [N] C 0 [N] Životnost ložisek: 1 rok 50 pracovních dnů 8 hod. denně 000 hod./rok při 1 směně 1 rok 50 pracovních dnů 4 hod. denně hod./rok při 3 směnách roky 50 pracovních dnů 4 hod. denně hod./rok při 3 směnách VÝSLEDEK: 6.1 Statický výpočet ložisek: Ekvivalentní statické zatížení: F e0 X 0 F r + Y 0 F a [N] < C 0 základní statická únosnost ložiska

7 VOLENO, DÁNO: F RA 601 N F RB 535 N F a 90 N X 0 0,6 Y 0 0,5 e 0,4 X 0,56 Y 1,85 V 1 C N n,86 s 1 C N F e 873 N SŠPU Opava Program č. 5 Uložení hřídele převodovky. ročník VÝPOČET: Dle tabulky č. 1 platí: V 1 Dle tabulky č. platí: Pro jednořadé kuličkové ložiska X 0 0,6; Y 0 0,5 F e0 X 0 F R + Y 0 F a Za F r dosadíme větší z reakcí to je F RA 601 N F e0 X 0 F RA + Y 0 F a 0, , ,6 N < C 0 Vyhovuje ložisko 6006 s C N Statická bezpečnost s 0 : C s 0 13,5 F e 0 505, 6 s 0 musí být v rozmezí 1,5 Ložisko vyhovuje 6. Dynamický výpočet ložisek: Ekvivalentní dynamické zatížení: F e V X F r + Y F a [N] < C základní dynamická únosnost ložiska Fa 90 0,046 dle tabulky č. platí: e 0,4 CO 6800 Fa 90 0,48 > e (0,4) pravý sloupec tabulky č. pro jednořadá FRA 601 kuličková ložiska. Platí: X 0,56; Y 1,85; V 1 F e V X F r + Y F a 1. 0, , N < C (10 00N) Ložisko vyhovuje 6.3 Trvanlivost ložiska v hodinách: Základní trvanlivost v hodinách: Požadavek: h 10 6 C Lh ( ) 3 [h] n otáčky ložiska v s n F e C Lh ( ) ( ) , n Fe 3600, h > požadovaných h Ložisko vyhovuje 7. Předběžný návrh sestavy: VÝSLEDEK: Ložisko vyhovuje F e 873 N Ložisko vyhovuje Ložisko vyhovuje

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17