Projekt 4

žiska:
Vliv zatížení ložiska: v = 1; m = 3
Návrh: Ložisko 6306
C0 = 30 kN
C0r = 15,8 kN
I.směr:II.směr
1.ložisko:
Fa / C0r = 0,028 => e = 0,22Fa / C0 = 0 => x = 1; y = 1
Fa / v.Fr = 0,26 > e => x = 0,56; y = 2
Fe = v.x.Fr + y.Fa = 1827 NFe = v.x.Fr + y.Fa = 1635 N
LH =  EMBED Equation.3 LH =  EMBED Equation.3
LH = 50901 hod < 20000 hod => vyhovujeLH = 71036 hod < 20000 hod => vyhovuje

2.ložisko:
Fa / C0r = 0,028 => x = 1; y = 1Fa / C0 = 0,028 => e = 0,22
Fa / v.Fr = 0,26 > e => x = 0,56; y = 2
Fe = v.x.Fr + y.Fa = 1635 NFe = v.x.Fr + y.Fa = 11827 N
LH = LH =
LH = 71036 hod < 20000 hod => vyhovujeLH = 50901 hod < 20000 hod => vyhovuje
Druhý hřídel:
Kuličové ložisko:
Vliv zatížení ložiska: v = 1; m = 3
Návrh: Ložisko 6208
C0 = 63,1 kN
C0r = 36,2 kN
I.směr:II.směr
3.ložisko:
Fa / C0r = 0,0605 => e = 0,27Fa / C0r = 0,0605 => e = 0,27
Fa / v.Fr = 0,58 > e => x = 0,56; y = 1,6Fa / v.Fr = 0,58 > e => x = 0,56; y = 1,6
Fe = v.x.Fr + y.Fa = 3106,5 NFe = v.x.Fr + y.Fa = 3106,5 N
LH =  EMBED Equation.3 LH =  EMBED Equation.3
LH = 81274 hod < 20000 hod => vyhovujeLH = 81274 hod < 20000 hod => vyhovuje




4.ložisko:
Válečkové ložisko:
Vliv zatížení ložiska: v = 1; m = 10/3
Návrh: Ložisko NU 2208EC
C0 = 70,4 kN
x = 1x = 1
Fe = v.x.Fr = 8797,3 NFe = v.x.Fr = 8797,3 N
LH = LH =
LH = 70131 hod < 20000 hod => vyhovujeLH = 70131 hod < 20000 hod => vyhovuje
Třetí hřídel:
Kuličové ložiska:
Vliv zatížení ložiska: v = 1; m = 3
Návrh: Ložisko 6211
C0 = 43 kN
C0r = 29,3 kN
I.směr:II.směr
5.ložisko:
Fa / C0 = 0 => x = 1; y = 1 Fa / C0r = 0,0563 => e = 0,27
Fa / v.Fr = 0,24 < e => x = 0,56; y = 1,8
Fe = v.x.Fr + y.Fa = 1.1.5914 + 1.0 Fe = v.x.Fr + y.Fa = 1.0.56.5914 + 1,8.1649
Fe = 5914 NFe = 6809 N
LH = LH =
LH = 89136 hod < 20000 hod => vyhovujeLH = 58407 hod < 20000 hod => vyhovuje
6.ložisko:
Fa / C0r = 0,0563 => e = 0,27Fa / C0 = 0 => x = 1; y = 1
Fa / v.Fr = 0,24 < e => x = 0,56; y = 1,8
Fe = v.x.Fr + y.Fa = 1.0.56.5914 + 1,8.1649Fe = v.x.Fr + y.Fa = 1.1.5914 + 1.0
Fe = 6809 NFe = 5914 N
LH = LH =
LH = 58407 hod < 20000 hod => vyhovujeLH = 89136 hod < 20000 hod => vyhovuje
5. Pevnostní kontrola hřídelů
Momentové plochy:
1. směr
I. hřídel III. hřídel II. hřídel
2. směr
Momentové plochy v 1. směru pohybu převodovky obsahují maximální momenty ve 4 kritických místech. Kontrolu budu počítat jenom pro 1. směr – 2. směr nemá větší extrémy. Kritické místa jsou vyznačena.
Kontrola kritických míst
Hřídel I:
1.místo:
Průměr d = 28,6 mm (pastorek 1):
Mr = 26,13Nm , Mt = 61,655 Nm
Mk = MI = 49,39 Nm, Mo =
Hřídel II:
2.místo:
Průměr d = 0,04 mm (část hřídele s drážkou pro pero pro kolo 2):
Mr = 79,08 Nm , Mt = 19,8 Nm , b = 0,008mm , t = 0,0049mm
Mk = MII = 288,13 Nm, Mo =
3.místo:
Průměr d = 59,5 mm (pastorek 3):
Mr = 150,3 Nm , Mt = 354,8 Nm
Mk = MII = 288,13 Nm, Mo =
Hřídel III:
4.místo:
Průměr d = 0,06 mm (s drážkou pro pero):
Mr = 208,03 Nm , Mt = 343,1 Nm , b = 0,01mm , t = 0,0062mm
Mk = MIII = 956,89 Nm, Mo =
6. Kontrola spojů náboj - hřídel
Kontrola prvního hřídele spojeným perem se spojkou
d = 25b = 8h = 7f = 0,5pD = 110 MpaD = 70 MPa
aktivní délka pera:
la =
l = la + b = 10,263 + 8 = 18,263 mm
kontrola pera na střih:
< D=> hřídel vyhovuje
Kontrola druhého hřídele spojeným perem s kolem
d = 40b = 12h = 8f = 0,5pD = 110 MpaD = 80 MPa
aktivní délka pera:
la =
l = la + b = 30 + 12 = 42 mm
kontrola pera na střih:
< D=> hřídel vyhovuje
Kontrola třetího hřídele spojeným se spojkou drážkováním a s ozubeným kolem perem
minimální účinná délka drážkování:
d = 46D = 54B = 9z = 8s´ = 18pD = 110 Mpa
lu =
kontrola pera:
d = 60b = 16h = 10f = 0,5pD = 110 MpaD = 70 MPa
aktivní délka pera:
la =
l = la + b = 53,2 + 10 = 69,2 mm
kontrola pera na střih:
< D=> hřídel vyhovuje
7. Kontrola hřídelů na trvalou únavovou pevnost
skica hřídele:
Uvažuji střídavý ohyb a stálý krut. Počítám na předlohovém hřídeli ve dvou kritických místech.
Materiálové konstanty:
ocel 12 020:
Rm= 390 MPaRe = 230 MPaRek = 115 MPa(co(-1) = 0,43.Rm = 168 MPa
první kontrolované místo:
Osazení (průměr 40 - 48) na hřídeli
Ohyb:
Součinitel tvaru: (o = 3,6
Součinitel citlivosti na vrub:qo = 0,5(q1 + q2) = 0,5(0,32 + 0,46) = 0,39
Součinitel vrubu:(o = 1+ qo((o-1) = 1 + 0,39(3,6+1) = 2,014
Součinitel velikosti:(vo = 0,82
Součinitel povrchu:(po = 0,92
Krut:

Výsledná dynamická bezpečnost:
2,11
druhé kontrolované místo:
Osazení (průměr 48 - 40) na hřídeli, uložení ložiska:
Ohyb:
Součinitel tvaru: (o = 3
Součinitel citlivosti na vrub:qo =0,5(q1 + q2) = 0,5(0,0,4 + 0,505)= 0,4525
Součinitel vrubu:(o = 1+ qo((o-1) = 1 + 0,4525(3+1) = 1,905
Součinitel velikosti:(vo = 0,82
Součinitel povrchu:(po = 0,93
Krut:
Není.
Výsledná dynamická bezpečnost:
kd = 5,66
Závěr:
Dovolené hodnoty pro součinitel dynamické bezpečnost jsou kd = 1,3 – 1,5
Obě kontrolovaná místa s vruby na předlohovém vyhovují z hlediska dynamické bezpečnosti.
8. Ohybová a torzní tuhost hřídele
Výpis z počítače - viz příloha.
Průhybová čára na předlohovém hřídeli:
Ohybová tuhost hřídele
Maximální průhyb hřídele mezi podporami:
yx = 0,0218344 mmyy = 0,0319105
yec = mm
yed = l / 3000 = 227 / 3000 = 0,0755 mm
yec < yed
Průhyb v místě ozubení (kolo 2)
yx = 0,0123 mmyy = 0,0133 mmyec = mm
ycdk = 0,01mn = 0,01.1,5 = 0,015 mm
yec > ycdk=> průměr hřídele musí být větší
Průhyb v místě ozubení (pastorek 3)
yx = 0,0167 mmyy = 0,0271 mmyec = mm
ycdk = 0,01mn = 0,01.2,75= 0,0275 mm
yec > ycdk=> průměr hřídele musí být větší
Naklopení v místě ozubení
kolo 2: ck = arctg(yec /le) = arctg(0,0181/39) = 1,56‘ < cDk = 3’
pastorek 3: ck = arctg(yec /le) = arctg(0,0318/59,5) = 1,8’ < cDk = 3‘
Naklopení ložisek
ložisko u kola 2: ck = arctg(yek /le) = arctg(0,0089/18,5) = 1,65‘ < cDl = 5’
ložisko u pastorku 3: ck = arctg(yek /le) = arctg(0,01148/18) = 2,19‘ < cDl = 3’

Torzní tuhost hřídele
Mk = 288,125 NmG = 8.1010 Pa. rad-1i =
i / rad
li / m
di / m
0,0015945
0,021
0,0351
0,0015849
0,073
0,048
0,0010647
0,034
0,0438
<
Závěr: Naklopení hřídele v místě ložisek a v místě ozubení je menší než dovolené naklopení. Maximální průhyb hřídele mezi podporami je menší než dovolený. Průhyby v místě ozubení nevyhovují – musí se zvětšit průměr hřídele. Torzně hřídel vyhovuje.
9. Dynamická analýza pohonu
Skica neredukované torzní soustavy:
Výpočet frekvencí (výpis z programu) – viz příloha.
Závěr: Zjištěná nejnižší frekvence je 23,76 Hz. Tato frekvence neleží v zakázaném pásmu frekvencí (12 – 18) Hz. Z hlediska dynamické analýzy pohon vyhovuje.
10. Materiálová zpráva
viz příloha
11. Technologický postup výkovku
viz příloha
12. Technologie obrábění
viz příloha
13. Ekonomická zpráva
viz příloha
Literatura:
Drastík a kol.: Strojnické tabulky pro konstrukci i dílnu, Montanex, Praha 1999. .
Kolektiv: Části mechanismů a strojů – Výpočetni technika cvičení, vydavatelství ČVUT,
Praha 1999.
Kolektiv: Projekt III.ročník, vydavatelství ČVUT, Praha 2000.
Kolektiv: Pružnost a pevnost II, vydavatelství ČVUT, Praha 1994.
Leinveber a kol.: Strojnické tabulky, Scientia, Praha 1999.
Nádvorník K.:Výběr z norem pro konstrukční cvičení – sešit č.5 Ložiska a těsnění,
vydavatelství ČVUT, Praha 1997.
Pospíchal J.: Technické kreslení, vydavatelství ČVUT, Praha 2000.
Sablík a kol.: Základy strojnictví, vydavatelství ČVUT, Praha 1982.
Slanec K.: Základy konstruování, vydavatelství ČVUT, Praha 1999.
Švec V.: Části mechanismů a strojů – Mechanické převody, vydavatelství ČVUT, Praha 1999.
--