Главная
Контакты
Случайная статья
|
Расчет вала по номинальному крутящему моменту и связанному с ним изгибу.
2.2. Расчет вала по номинальному крутящему моменту и связанному с ним изгибу.
|
|
|
2.3. Выбор опасных сечений .
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4. Уточнение напряжений в опасных сечениях
|
|
|
|
|
|
2.5. Пределы выносливости детали в опасных сечениях
|
|
|
|
|
2.6. Параметры динамических нагрузок и напряжений
|
|
|
|
|
2.7. Средний ресурс детали
|
|
|
|
|
|
|
|
2.8. Функция распределения ресурса (вероятности неразрушения)
|
|
|
|
3. Анализ соотношения достигнутого и требуемого уровней ВБР элементов.
|
|
|
4. Разработка мер по сближению достигнутого и требуемого уровней ВБР элементов.
|
|
4.1. Снижение изгибающего момента на левой опоре.
|
|
|
|
|
| 4.2. Повышение предела выносливости путем выбора нового материала:
|
|
|
|
4.3. Повышение диаметра .
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.4. Подбор подшипников качения.
|
|
|
|
|
|
|
|
5. Разработка выводов и рекомендаций по конструктивному
|
|
|
|
|
исполнению выбранных элементов.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| | | | | | | | | | |
|
1. Определение требуемого уровня ВБР подсистем и выбранных
|
|
|
|
элементов по условию заданной ВБР ТС.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.1. Структурная схема ТС
|
|
|
|
|
|
|
| ТС ▼
| Редуктор
| двухступ.
| цилиндр.
|
|
|
|
|
|
| Подсис
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1уровня ►
| П / с преобраз
| П / с поддерж
| П / с защиты
|
|
|
|
|
|
|
| движен.
| валов и
| смазки
|
|
|
|
|
|
|
| ▼
| зацепл.
|
|
|
|
|
|
|
| Подсис
| _1.1
| _1.2
| _1.3
|
|
|
|
|
|
| 2 уров ►
| Вал быстроход
| Вал промежут
| Вал тихоходн
|
|
|
|
|
|
|
| СБ
| СБ
| СБ▼
|
|
|
|
|
|
| Элемен.
| 1;3;1
| 1;3;2
| 1;3;3
| 1;3;4
| 1;3;5
|
|
|
|
| п/с 1.2
| Вал
| Колесо
| Подшипн
| Подшипн
| Шпонка
|
|
|
|
| 3 уров►
|
| зубчатое цилиндр.
| правой опоры
| левой опоры
|
|
|
|
|
| СБ - сборочная единица
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.2 Характеристики надежности заданной технической системы
|
|
|
| Выбор класса надежности таб.2.1 и значения вероятности безотказной работы для
|
| заданной технической системы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Таблица 1.1
|
|
|
| Классы надежности изделий
|
|
|
|
|
|
|
| Кл. над
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| P(t)
| ≤ 0,9
| ≥ 0,9
| ≥ 0,99
| ≥ 0,999
| ≥ 0,9999
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Рассчитать интенсивность отказов λ ТС по формуле λ = (- ln Р(t))/t 2.6,(1):
|
|
| Заданная наработка t =
|
| час
|
| Заданная ВБР системы Р(t) =
| 0,86
|
|
|
|
| λ = (- ln
| 0,86
| ) /
|
| = 1,51E-05
| отк/час
|
| Исходя из характера работы ТС задать коэффициенты использования Кгод , Ксут ,
|
| относительную продолжительность включения ПВ, рассчитать годовую наработку tгод
|
| по формуле tгод = 365 Кгод24 Ксут ПВ, час 2.5, (1):
|
|
|
|
|
|
|
|
| Кгод =
| 0,7
|
|
|
|
|
|
|
|
| Ксут =
| 0,6
|
|
|
|
|
|
|
|
| ПВ =
|
|
|
| tгод= 365 х 0,7
| х 24
| 0,6
| х
|
| =
| 3679,2
| час
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Рассчитать число отказов за календарный год эксплуатации nгод по
|
| формуле λ tгод отказов/год, 2.4 (1):
|
|
|
|
|
| nгод =
| 1,51E-05
| х
| 3679,2
| =
| 0,055491
| отк/год
|
| Средняя наработка на отказ в часах
|
|
|
|
|
|
|
|
| To =1/λ = 1 /
| 1,51E-05
| =
| 66302,93
| час
|
| Средняя наработка на отказ в годах
|
|
|
|
|
| Toг = 1 / nгод = 1 /
| 0,055491
| =
| 18,02102
| год
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Проведенные и последующие расчеты по тому же алгоритму сведены в таб. 1.2
|
| Выбрать значения Р(t) на 0,05 больше и на 0,05 меньше заданной
|
|
|
| и рассчитать параметры λ и nгод для этих значений Р(t).
|
|
|
|
| Из сравнения полученных значений nгод сделать вывод о приемлемости заданной Р(t)
|
| или выбрать другое значение Р(t).
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Таблица
| .1.2
|
|
| Класс
| ВБР
| Заданная
| Коэфф
| Коэфф
| Относит
| Годовая
| Интенсив
|
|
| надеж
|
| наработка
| использ
| использ
| продолж
| наработка
| отказов
|
|
| ности
|
|
| в год
| в сутки
| включен
|
|
|
|
| *
| Р(t)*
| t час*
| К*год
| К*сут
| ПВ*
| tгод час
| λ 1/час
|
|
|
| 0,86
|
| 0,7
| 0,6
|
| 3679,2
| 1,51E-05
| ◄выбор варианта
|
|
| 0,81
|
| 0,7
| 0,6
|
| 3679,2
| 2,11E-05
|
|
|
| 0,91
|
| 0,7
| 0,6
|
| 3679,2
| 9,43E-06
|
|
| * - метка исходных данных, выбираемых студентом
|
|
|
|
| Таблица анализа и оценки параметров надежности ТС(продолжение таб. 1.2)
|
|
| Ср.число
| Ср.нараб.
| Ср.нараб.
|
|
|
|
|
|
|
| отказов
| на отказ
| на отказ
|
|
|
|
|
|
|
| в год
| в часах
| в годах
|
|
|
|
|
|
|
| nгод 1/год
| To, час
| Тог, год
|
|
|
|
|
|
|
| 0,055491
| 66302,93
|
| ◄выбор варианта
|
|
|
|
|
| 0,077528
| 47456,11
| 12,9
|
|
|
|
|
|
|
| 0,034699
| 106032,5
| 28,8
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| По параметру средней наработки на 1 отказ 18 лет заданный вариант приемлем и
|
|
| выбирается как основой для дальнейших расчетов (отмечен в таб. 1.2)
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1.3. Интенсивности отказов и ВБР подсистем и элементов
|
|
|
| Расчеты по 1 уровню структурной схемы п.1.1 исходят из анализа параметров системы:
|
| Заданная наработка t =
|
| час
|
| Выбранная ВБР системы Р(t) =
| 0,86
|
|
| Интенсивность отказов ТС λ =
| 1,51E-05
| отк/час
|
| Эти параметры указаны в шапке таб. 1.3.
|
|
|
|
|
|
| Структурным единицам 1 уровня на основании катологов, ценников или экспертной
|
| оценки студента назначаются стоимости восстановления в случаее отказа:
|
|
| 1 - П/С преобразования движения С1 =
|
| УЕ
|
| 2 - П/С поддержания валов и зацеплений в проектном
|
|
|
|
| положении С2 =
|
| УЕ
|
| 3 - П/С защиты и смазки С3 =
|
| УЕ
|
| Весовые коэффициенты ai = (1/Сi) / Σ (1/Сi). Для П/С 1:
|
|
|
| a1 = (1/
|
| ) / ( 1 /
|
| ) + ( 1 /
|
| ) +
|
|
|
|
|
|
|
| + ( 1 /
|
| ) =
| 0,137931
|
|
| Интенсивность отказов подсистем λi = λ ai . Для П/С 1:
|
|
|
|
|
|
| λ1 =
| 1,51E-05
| х
| 0,137931
| =
| 2,08E-06
|
|
| ВБР подсистем λi t) . Для П/С 1:
|
|
|
|
|
|
|
| Р1(t) = EXP ( -
| 2,08E-06
| х
|
| ) =
| 0,979412
|
|
| Расчеты тех же параметров по тому же алгоритму для ПС2 и 3 в таблице 1.3.
|
|
| Метод стоимости восстановления Таблица 1.3
|
| Определение параметров надежности подсистем 1 уровня редуктора двухступенчатого
|
|
| Задан.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| нараб.
|
|
|
|
| ВБРсис
|
|
|
| ТС
| t час
|
|
|
| λ сис
| Р(t),
|
|
|
|
| таб. 1.2
|
|
|
| таб. 1.2
| таб. 1.2
|
|
|
|
|
|
|
|
| 1,51E-05
| 0,86
| ссылка на предшеств.уровень
|
|
|
| Стоим.
|
| Весовой
| Интенсив
|
|
|
|
| Подсисте
|
| восстан.
|
| коэф.
| отказов
| ВБР пс
|
|
|
| 1 уровня
|
| Сi , УЕ
| 1/Сi
| ai
| λi
| Рi(t)
|
|
|
|
| преоб.дв
|
| 0,0001
| 0,137931
| 2,08E-06
| 0,979412
| ◄
|
|
|
| под.вал
|
| 0,000125
| 0,172414
| 2,60E-06
| 0,974331
|
|
|
|
| защ.и см
|
| 0,0005
| 0,689655
| 1,04E-05
| 0,901211
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Контроль
| Сумма
| Сумма
| Сумма
| Сумма
| Произвед.
|
|
|
|
|
|
| 0,000725
|
| 1,51E-05
| 0,86
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Расчеты по 2 уровню структурной схемы п.1.1 исходят из анализа параметров подсистемы 1:
|
| Заданная наработка t =
|
| час
|
| ВБР П/С1 Р1(t) =
| 0,979412
|
|
| Интенсивность отказов П/С1 λ1 =
| 2,08E-06
| отк/час
|
| Эти параметры продублированы в шапке таб. 1.4 ссылками на таблицу 1.3.
|
|
| Расчеты по 2 уровню структурной схемы выполняются по тем же алгоритмам, что и для
|
| таблицы 1.3.
|
|
|
|
|
|
|
|
| Метод стоимости восстановления Таблица 1.4
|
| Определение параметров надежности подсистем 2 уровня: п/система преобр. движения
|
|
| Заданная
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| нараб.
|
|
|
|
| ВБРсис
|
|
|
| П/С
| t час
|
|
|
| λ сис
| Р(t),
|
|
|
| 1 ур.
| таб. 1.3
|
|
|
| таб. 1.3
| таб. 1.3
|
|
|
|
|
|
|
|
| 2,08E-06
| 0,979412
| ссылка на предшеств.уровень
|
|
|
| Стоим.
|
| Весовой
| Интенсив
|
|
|
|
| Подсис
|
| восстан.
|
| коэф.
| отказов
| ВБР пс
|
|
|
| 2 уровня
|
| Сi , УЕ
| 1/Сi
| ai
| λi
| Рi(t)
|
|
|
| 1.1
| вал быст
|
| 0,0005
| 0,496063
| 1,03E-06
| 0,989733
|
|
|
| 1.2
| вал пром
|
| 0,000286
| 0,283465
| 5,90E-07
| 0,99412
|
|
|
| 1.3
| вал тихох
|
| 0,000222
| 0,220472
| 4,59E-07
| 0,995424
| ◄
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Контроль
| Сумма
| Сумма
| Сумма
| Сумма
| Произвед.
|
|
|
|
|
|
| 0,001008
|
| 2,08E-06
| 0,979412
|
|
|
Расчеты параметров надежности элементов на 3 уровне структурной схемы п.1.1 проводятся в таб. 1.5. по аналогии 1 и 2 уровнем.
|
2. Определение достигнутого уровня надежности элементов
|
|
|
|
расчетным методом.
|
|
|
|
|
|
|
|
2.1. Определение размеров передач, валов и нагрузок в зацеплении
|
|
| Передаточные числа ступеней редуктора:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|  тихоходной
|
| =
| 0,88 (
| 12,5
| ) ^ 0,5 = 3,11
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| быстроходной uБ = u / uТ =
| 12,5
| /
| 3,11
| =
| 4,02
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Диаметры начальных окружностей зубчатых пар:
|
|
|
|
| быстроходной dw1=2aБ/(1+uБ) = 2 х
|
| х ( 1 +
|
|
|
|
|
|
|
|
| +
| 4,02
| ) =
| 33,86
| мм
|
| dw2= dw1 uБ =
| 33,86
| х
| 4,02
| =
| 136,12
| мм
|
| тихоходной dw3=2aТ/(1+uТ) = 2 х
|
| х ( 1 +
|
|
|
|
|
|
|
|
| +
| 3,11
| =
| 48,66
| мм
|
| dw4= dw3 uТ =
| 48,66
| х
| 3,11
| =
| 151,33
| мм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Коэффициент ширины шестерен принимается ψbd =
| 0,6
|
|
| Тогда ширина зубчатых колес (рис. 1):
|
|
|
|
|
|
|
| b1= ψbd dw1 =
| 0,6
| х
| 33,86
| =
|
| мм
|
|
| b2= b1- (4..6) =
|
| -
|
| =
|
| мм
|
|
| b3= ψbd dw3 =
| 0,6
| х
| 48,66
| =
|
| мм
|
|
| b4= b3- (6..8) =
|
| -
|
| =
|
| мм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Стандартный угол зацепления α=
|
| град
|
| Угол наклона зубьев передач принимается β=
|
| град
|
| Частоты вращения валов: nБ =
|
| об/мин
|
|
| nПром = nБ /uБ =
|
| /
| 4,02
| =
| 248,76
| об/мин
|
|
| nТ = nБ /u =
|
| /
| 12,5
| =
|
| об/мин
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Коэффициенты полезного действия в узлах трения редуктора
|
|
|
| на валу быстр. (ведущий редуктора):
| подшипники качения
| η пк =
| 0,99
|
|
| на валу пром (промеж. редуктора):
| передача цилиндр.
| η цз =
| 0,99
|
|
|
|
|
|
| подшипники качения
| η пк =
| 0,99
|
|
| на валу тих ( ведомыйредуктора)
| передача цилиндр.
| η цз =
| 0,99
|
|
|
|
|
|
| подшипники качения
| η пс =
| 0,99
|
|
| Коэффициент полезного действия редуктора η= ηцз^2 ηпк^3 =
|
|
|
| =
| 0,99
| ^ 2 х
| 0,99
| ^ 3 =
| 0,95
|
|
| Крутящие моменты на валах:
|
|
|
|
|
|
| быстроходной Т Б = ТТ / u η =
|
|
|
|
| =
|
| /
| 12,5
| х
| 0,95
| =
|
| Нм
|
| тихоходном
|
|
|
|
| ТТ =
|
| Нм
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
