[McLaine]

Доброго времени суток. Продолжение темы http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=82035. Рассчитываю (проектирую) вал шестерни. В процессе проектирования столкнулся с рядом вопросов:

1) В близстоящей подшипниковой опоре на 2 подшипника за опасное сечение принимается сечение по середине между подшипниками или всё же по вертикальной оси крайнего?

2)Расстояние между подшипниками как выбирать? Не могу найти рекомендации. Две книги по деталям машин перелистал, Анурьева тоже, справочники общего машиностроения... Ничего

3) Шлицевое соединение. Какой максимальный диаметр можно принимать для отверстия под шлицы (или шпоночный паз), зная параметры зубьев шестерни. Т.е. сколько необходимо отступать от впадины зуба до внутреннего отверстия?

4)При данной конструкции смело можем делить динамическую грузоподъёмность на 2, т.к. 2 подшипника или всё таки на первый нагрузка значительнее?

5)Принял в качестве долговечности 10^4 часов. Где-то в примере когда то попадался пример с таким значением. Опять таки рекомендаций по выбору тоже не нашёл...

6)Рабочая температура подшипника... В зависимости от неё выбирается температурный коэффициент... Принял 125 градусов, хотя очень сомнительно, т.к. понятия не имею какая реальная может быть. Понимаю только, что это зависит от режима работы, качества смазки и сборки узла, но реальное значение не знаю, увы...

Расчёт по Чернавскому. Буду признателен всем откликнувшимся Прошу сильно не критиковать меня лично, как проектировщика, т.к. работаю меньше года. Постоянно читаю техническую литературу - учусь так сказать, но опытного наставника (да и вообще наставника) нет, как такового

Расчёт прикрепил

[Serge Krasnikov]

Сообщение от McLaine Доброго времени суток. Продолжение темы http://forum.dwg.ru/showthread.php?t=82035. Рассчитываю (проектирую) вал шестерни. В процессе проектирования столкнулся с рядом вопросов: 1) В близстоящей подшипниковой опоре на 2 подшипника за опасное сечение принимается сечение по середине между подшипниками или всё же по вертикальной оси крайнего?

Абсолютно нет, у вас есть два подшипника которые при консольной нагрузке можно воспринимать как две опоры базой которых является расстоянием между подшипниками. Консольная нагрузка должна выражаться изгибающим моментом (от точкой приложения сил до крайней опоры т.е. подшипником), этот момент пересчитывается нагрузкой на каждый отдельный подшипник, от усилия на который и считается нагрузка и долговечность работы подшипника

2)Расстояние между подшипниками как выбирать? Не могу найти рекомендации. Две книги по деталям машин перелистал, Анурьева тоже, справочники общего машиностроения... Ничего

Все это взаимосвязано с нагрузкой на подшипник, т.е см. ссылку выше, т.е. нагрузка зависит от изгибающего момента... ну я уже писал

3) Шлицевое соединение. Какой максимальный диаметр можно принимать для отверстия под шлицы (или шпоночный паз), зная параметры зубьев шестерни. Т.е. сколько необходимо отступать от впадины зуба до внутреннего отверстия?

Никак не зависит от впадины зуба, параметры шлицевого соединения зависЮт от крутящего момента которое оно передает, ну если уж вам так хочется от крутящего момента, которое может передать зубчатое соединения, от этого и строится весь расчет

4)При данной конструкции смело можем делить динамическую грузоподъёмность на 2, т.к. 2 подшипника или всё таки на первый нагрузка значительнее?

Думаю, что нет, все зависит от реальной конкретной нагрузки на тот или иной подшипник, а она во многом зависит от расстояния между подшипниками, т.е. от базы между подшипниками в моем понимании

5)Принял в качестве долговечности 10^4 часов. Где-то в примере когда то попадался пример с таким значением. Опять таки рекомендаций по выбору тоже не нашёл...

Рекомендаций по этому параметру думаю вы не найдете, 10^4 часов это параметр который гарантирует что это количество часов проработает данное соединение, хотя в некоторых отраслях это нормируется. например ролики в ГШО согласно госта должны отработать определенное количество часов перед поломкой, т.е этот параметр гарантирует что ваше соединение отработает 10^4 часов, а дальше как бог на душу положит

6)Рабочая температура подшипника... В зависимости от неё выбирается температурный коэффициент... Принял 125 градусов, хотя очень сомнительно, т.к. понятия не имею какая реальная может быть. Понимаю только, что это зависит от режима работы, качества смазки и сборки узла, но реальное значение не знаю, увы...

В принципе она может колебаться, в зависимости от тех или иных условий, ну например у вас есть редуктор который работает при температуре до 60 градусов, а ваше подшипниковое соединении в ем, естественно вы не можете принять больше, или например смазка которая работает при определенной температуре, если вы принимаете температуру подшипника больше, то ваша смазка просто сгорит. Самая крайняя температура при которой может работать подшипник, это отжиг материала подшипника(я не рекомендую в расчетах принимать эту температура), это реальная температура при которой подшипник еще может работать, но она крайняя, эта температура конечно выше чем та, которую вы принимаете или примете, но она не так уж и высока
...

[McLaine]

Сообщение от Serge Krasnikov Абсолютно нет, у вас есть два подшипника которые при консольной нагрузке можно воспринимать как две опоры базой которых является расстоянием между подшипниками. Консольная нагрузка должна выражаться изгибающим моментом (от точкой приложения сил до крайней опоры т.е. подшипником), этот момент пересчитывается нагрузкой на каждый отдельный подшипник, от усилия на который и считается нагрузка и долговечность работы подшипника

Если так - у меня довольно сомнительные результаты... Получается что 216ый подшипник (один), даже с запасом проходит по динамической грузоподъёмности... Момент, напомню, 2кН*м; плечо - 117 мм.

Все это взаимосвязано с нагрузкой на подшипник, т.е см. ссылку выше, т.е. нагрузка зависит от изгибающего момента... ну я уже писал

Конечно зависит, но минимальное расстояние между подшипниками должно рекомендоваться...

Никак не зависит от впадины зуба, параметры шлицевого соединения зависЮт от крутящего момента которое оно передает, ну если уж вам так хочется от крутящего момента, которое может передать зубчатое соединения, от этого и строится весь расчет

Да, но есть конструктивные особенности. Если диаметр по впадинам зубьев - 75 мм, то вряд ли можно засунуть шлицевое соединение 62х72х8...

Думаю, что нет, все зависит от реальной конкретной нагрузки на тот или иной подшипник, а она во многом зависит от расстояния между подшипниками, т.е. от базы между подшипниками в моем понимании

Если первый пункт - правда, то этот вопрос сам собой исключается.

Рекомендаций по этому параметру думаю вы не найдете, 10^4 часов это параметр который гарантирует что это количество часов проработает данное соединение, хотя в некоторых отраслях это нормируется. например ролики в ГШО согласно госта должны отработать определенное количество часов перед поломкой, т.е этот параметр гарантирует что ваше соединение отработает 10^4 часов, а дальше как бог на душу положит

Ну я понимаю, что это за параметр. Но почему в одном случае берут 5^4, а в другой 25^4.

В принципе она может колебаться, в зависимости от тех или иных условий, ну например у вас есть редуктор который работает при температуре до 60 градусов, а ваше подшипниковое соединении в ем, естественно вы не можете принять больше, или например смазка которая работает при определенной температуре, если вы принимаете температуру подшипника больше, то ваша смазка просто сгорит. Самая крайняя температура при которой может работать подшипник, это отжиг материала подшипника(я не рекомендую в расчетах принимать эту температура), это реальная температура при которой подшипник еще может работать, но она крайняя, эта температура конечно выше чем та, которую вы принимаете или примете, но она не так уж и высока

Тут конечно ответ очень конкретный Но всё равно спасибо!

[Малевич]

Приветствую! Пока соображал, ответ Krasnikov-а уже появился.
В дополнение могу лишь посоветовать ещё раз посмотреть 2-й том Анурьева со схемами нагружения валов. Плечо (в данном конкретном) берётся по шарикам.
И это... вал не обязательно считается под подшипником: рядом концентратор (ступенька), там может похужее )) получиться.
В самой первой формуле (напряжений ) ошибка: квадрат момента нельзя делить на W. К тому же "тау"к = Т/Wк, а Wк = 2Wи. всё верно.
Сталь 20 - точно? (см. напряжения смятия в шлицах)
Шлицы под шестерню желательно делать те же, что и в редукторе.
Осевая фиксация вала?

[Serge Krasnikov]

Сообщение от McLaine Если так - у меня довольно сомнительные результаты... Получается что 216ый подшипник (один), даже с запасом проходит по динамической грузоподъёмности... Момент, напомню, 2кН*м; плечо - 117 мм.

Ну если ты берешь один подшипник, то у тебя конечно не будет, зато появится скручивающий момент, который будет действовать на разные стороны подшипника, т.е. момент он никуда не уходит, а воспринимать его будет один подшипник, только разными сторонами вращающих элементов одного подшипника. большинство подшипников этого не умеют

Конечно зависит, но минимальное расстояние между подшипниками должно рекомендоваться...

Да какое угодно, если подшипники выдерживают радиальную нагрузку от плеча воспринимаемого момента, то на здоровье можете брать минимум, ну например 5, 10, 15 мм..., но учтите чем меньше база между подшипниками, тем больше сила, которую воспринимает подшипник

Да, но есть конструктивные особенности. Если диаметр по впадинам зубьев - 75 мм, то вряд ли можно засунуть шлицевое соединение 62х72х8...

Это конкретика, нужно смотреть по реальной сборке, по реальному расчету и по по длине подшипникового соединения (оно кстати имеет ограничение, см. расчет), обычно шлицевое соединение исполняется на конце вала и никак не связано с внутренним диаметром шестерни(ну например рассмотрите вариант, что шестерня уже чем шлицевое соединение)

Ну я понимаю, что это за параметр. Но почему в одном случае берут 5^4, а в другой 25^4.

Ну я уже писал, например у меня ролики по паспорту например должны отработать 10 в какой-то степени часов, я хоть тресни не могу взять меньше, потому как нарушение условий госта, контракта и т.д., т.е. других выставляемых мне требований долговечности.

[Fogel]

срок берется от эксплуатации, был один такой редуктор у которого этот срок равнялся сорока секундам, поэтому расчитывали на две минуты у него колесо и одного оборота не успевало совершить за всю его короткую жизнь. Прикидывается срок жизни установки в целом и прикидывают на всю жизнь или каждый год менять будут подшипники.
Минимальное растояние никто рекомендовать не будет, это все конструктивно, и от этого же и нагрузки на них.
Про шлицы и впадины не понял, это же на разных участках вала или есть желание сделать шлицевой вал на всю длину и на него одеть шестерню?
Температура принимается из допустимой и теплового расчета корпуса редуктора

[McLaine]

По многочисленным вопросам сделал на скорую руку модель Надеюсь она снимет все вопросы =)

Сообщение от McLaine Ну если ты берешь один подшипник, то у тебя конечно не будет, зато появится скручивающий момент, который будет действовать на разные стороны подшипника, т.е. момент он никуда не уходит, а воспринимать его будет один подшипник, только разными сторонами вращающих элементов одного подшипника. большинство подшипников этого не умеют

Скручивающийся момент? Простите мою неграмотность и плохое образование, но я понятия не имею что это...

Сообщение от Малевич В дополнение могу лишь посоветовать ещё раз посмотреть 2-й том Анурьева со схемами нагружения валов. Плечо (в данном конкретном) берётся по шарикам. И это... вал не обязательно считается под подшипником: рядом концентратор (ступенька), там может похужее )) получиться. В самой первой формуле (напряжений ) ошибка: квадрат момента нельзя делить на W. К тому же "тау"к = Т/Wк, а Wк = 2Wи. всё верно. Сталь 20 - точно?

Ступенька - имеется в виду, что опасное сечение будет на ближайшей ступени от шестерни, т.е. на меньшем диаметре?
По поводу ошибки - да. Опечатка, но конкретно эта формула нигде не участвует далее. Только на 6ой странице расчёта используется вытекающая из неё формула для выбора диаметра подшипника.
Сталь 20 - такое производство

[Малевич]

Сообщение от McLaine Только на 6ой странице расчёта используется вытекающая из неё формула

Уже понял. Но в расчётной тоже опечатка - нужен "плюсик" между моментами. )))
Да, концентратор (и соответствующий момент) берётся на подступах к подшипнику - для сравнения по нескольким точкам.

[Serge Krasnikov]

Сообщение от McLaine Скручивающийся момент? Простите мою неграмотность и плохое образование, но я понятия не имею что это..

Я наверное не шорошо выразился
Ну например вот грубая схема, у тебя консольная нагрузка, а момент от этой нагрузки воспринимается как пара сил с разных сторон подшипника

[McLaine]

Сообщение от Малевич Уже понял. Но в расчётной тоже опечатка - нужен "плюсик" между моментами. ))) Да, концентратор (и соответствующий момент) берётся на подступах к подшипнику - для сравнения по нескольким точкам.

Теперь я понимаю, что такое профессиональный юмор Неужто я бы моменты перемножил бы

По поводу концентратора немного не понял. Приложил схему в месте ступеньки. В каком месте именно? И почему по нескольким точкам - это как? Итак понятно что чем дальше от нагрузки, тем больше момент... Какое уж тут сравнение то?

Ну например вот грубая схема, у тебя консольная нагрузка, а момент от этой нагрузки воспринимается как пара сил с разных сторон подшипника

Я понял о чём речь, но как учесть этот момент в расчёте и проектировании? Ведь мы в расчёте вала с шестерней просто разбиваем момент на радиальную и тангенциальную составляющие (+ осевая - для косозубых). Почему тогда осевую силу принимают равную нулю? Честно говоря теперь я окончательно запутался

[Малевич]

Сообщение от McLaine В каком месте именно? И почему по нескольким точкам - это как?

Посадка подшипника - один концентратор, галтель - другой, причём зависящий от перепада диаметров и формы этой галтели. Соответственно и к-ты концентрации будут разными. Не факт, что опасное сечение окажется именно под подшипником, хотя изгибающий момент там больше. Не случайным был и вопрос по осевой фиксации: каким образом она будет осуществляться - буртиком на валу? Тогда, при равенстве моментов, концентратор придётся выбирать по большему значению к-та.

[McLaine]

Сообщение от Малевич Посадка подшипника - один концентратор, галтель - другой, причём зависящий от перепада диаметров и формы этой галтели. Соответственно и к-ты концентрации будут разными. Не факт, что опасное сечение окажется именно под подшипником, хотя изгибающий момент там больше. Не случайным был и вопрос по осевой фиксации: каким образом она будет осуществляться - буртиком на валу? Тогда, при равенстве моментов, концентратор придётся выбирать по большему значению к-та.

Во-первых, каким образом тогда строить эпюры то? Если есть 4 точки концентрации напряжений?
1-сама шестерня;
2-подшипник №1;
3-подшипник №2;
4-корпус редуктора (также считаем опорой, т.к. будет он будет стоять на стульчике).

Во-вторых, осевая фиксация обеспечивается дистанционным кольцом прилегающим к наружным кольцам подшипников (простите за тавтологию!)

[Малевич]

Во-первых, каким образом тогда строить эпюры то? Если есть 4 точки концентрации напряжений?

Сами эпюры моментов не меняются. Меняется только рассматриваемый участок вала и соответствующий момент в этой точке. В том же Чернавском должны быть (нет сейчас под рукой) значения эффективного концентратора напряжений для разных случаев; в том числе - для ступенек валов с галтелью.

Сообщение от McLaine 4-корпус редуктора (также считаем опорой, т.к. будет он будет стоять на стульчике).

Ни к чему бы многоопорный вал считать... Это сейчас вернёмся к истокам темы: реактивной тяге, податливых прокладках и т.п.

осевая фиксация обеспечивается дистанционным кольцом

Дистанционное кольцо по рисунку обеспечивает фиксацию наружных колец подшипников. А что держит вал во внутренних кольцах - только посадка?

[Serge Krasnikov]

Сообщение от McLaine Я понял о чём речь, но как учесть этот момент в расчёте и проектировании?

Никак, такие схемы не жизнеспособны, я встречал их только в одном случае, действовала только одна сила радиальная на подшипник, рассматривать нужно только пару подшипников

Ведь мы в расчёте вала с шестерней просто разбиваем момент на радиальную и тангенцрпиальную составляющие (+ осевая - для косозубых). Почему тогда осевую силу принимают равную нулю? Честно говоря теперь я окончательно запутался

Только лишь тогда когда ее действительно нету, в каждом случае нужно думать и знать какие реально силы действуют.

[McLaine]

Сообщение от Малевич Дистанционное кольцо по рисунку обеспечивает фиксацию наружных колец подшипников. А что держит вал во внутренних кольцах - только посадка?

Ещё думаю над этим. Два варианта видны сразу:
1 - между подшипниками сделать ступень на самом валу;
2 - сделать степень со стороны редуктора.

Ну можно ещё подумать на счёт стопорных колец, но мне кажется здесь они не очень подходят...

[Малевич]

Сообщение от McLaine Ещё думаю над этим...

На сей предмет есть хорошая книга: П.И. Орлов, "Основы конструирования" (2 или 3 тома - в зависимости от года издания). Желательно иметь в бумажном варианте. Увлечённым человеком читается легко, буквально на одном дыхании.
Стопорные кольца вряд ли - прослабите вал, который, если судить по расчёту, и так на пределе, а вот ступень между подшипниками оговорите при возможности с технологами: с одной стороны хорошо, когда есть конструктивная база для осевой посадки подшипника (там k6, по всей вероятности), а с другой - требуется выдерживать соосность разных посадочных мест. В гладком же вале (с небольшим прослаблением между подшипниками) обработка напроход, упор левого подшипника в буртик около редуктора, а затяжка - шестерней через пару втулок. Но и здесь есть свой минус: левый подшипник придётся протаскивать через первую (к шестерне) посадку. Можно и наоборот: буртик к шестерне, но тут надо видеть весь узел в сборе.

[McLaine]

Сообщение от Малевич На сей предмет есть хорошая книга: П.И. Орлов, "Основы конструирования" (2 или 3 тома - в зависимости от года издания). Желательно иметь в бумажном варианте. Увлечённым человеком читается легко, буквально на одном дыхании.

Нужно на выходных на книжный рынок проехаться будет) А по поводу прочих советов спасибо! Выбрал всё таки сделать конструктивную базу для осевой посадки