Детали машин. Методические указания к выполнению комплексной расчетно-графической работы .
Департамент образования науки и молодёжной политики
Воронежской области
ГБПОУ ВО
«Воронежский государственный
промышленно - технологический колледж».
ДЕТАЛИ МАШИН
Методические указания к выполнению
комплексной расчетно-графической работы
по дисциплине « Детали Машин »
для студентов 3 курса специальности 23.02.03 «ТО и ремонт автомобильного транспорта»
Составитель
преподаватель спецдисциплин
к.п.н. Наумов О.Е.
Воронеж 2015 г.
Данное методическое пособие представляет последовательное пояснение по выполнению комплексной расчетно-графической работы по дисциплине «Детали машин» студентов СПО профессии 23.02.03 «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» и является дополнительным пособием при выполнении расчетно-графических задач. Методическое пособие разработано в соответствии с рабочей программой по дисциплине, составленной на основе требований Государственного стандарта.
Рецензент: преподаватель спецдисциплин,
руководитель структурного подразделения ВГПТК
Житенев В.И
кандидат технических наук доцент кафедры
«Транспортных машин» ВГАСУ,
Никитин А.С.
Печатается по решению научно-методического центра Воронежского государственного промышленно-технологического колледжа
Пояснительная записка.
Данное методическое пособие представляет последовательное пояснение по выполнению комплексной расчетно-графической работы по предмету «Детали машин» студентов СПО профессии «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта» , и является дополнительным пособием при выполнении расчетно-графических задач.
Комплексная расчетно-графическая работа (КРГР) выполняется только по предмету «Детали Машин» и является, практической частью этого предмета . КРГР выдается после изучения теоретической части, и выполняется последовательно как серия расчетных работ, опираясь на примеры рассматриваемые на занятиях. Она включает в себя простейший типовой расчет одноступенчатого редуктора по заданным исходным данным, и содержит как теоретическую часть, так и графическую. КРГР является итоговым закрепляющим моментом в курсе изучения дисциплины «Детали Машин», и кроме того закладывает основы будущего дипломного проектирования.
Задание на КРГР студенты получают по вариантам предложенным в таблице №1, и выполняются в отдельной папки оформляя согласно требованиям ЕСКД как конструкторский расчет. Оформляться работа может как от руки, так и компьютерным набором.
Кроме того, расчет можно выполнят с использованием компьютерных программ таких как Excel, Matcad и др.
Задание на Комплексную расчетно-графическую
Рассчитать и сконструировать цилиндрический одноступенчатый редуктор к приводу цепного конвейера по заданным исходным значениям, и расчетной кинематической схеме.
Расчетная схема задания.
№ Вари
анта
Окруж-
ная сила
Ft , H
Шаг Зу-
бьев Зв.
Pзв , мм
Число
Зубьев
Зв. Z
Окруж.
Скорость
Зв., V3 , м/с
Требуе-
мый ре-сурс, Lh
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
6050
6085
6100
6125
6150
6175
6200
6225
625
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·1 Задания по вариантам.
Таблица№1(продолжение) Задания по вариантам
№ Вари
анта
Окруж-
ная сила
Ft , H
Шаг Зу-
бьев Зв.
Pзв , мм
Число
Зубьев
Зв. Z
Окруж.
Скорость
Зв., V3 , м/с
Требуе-
мый ре-сурс, Lh
16
17
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
Введение
Редуктором называется устройство, состоящее из одной или нескольких передаточных пар, заключенных в общий корпус, и передающее вращающий момент. Редукторы бывают одноступенчатые, многоступенчатые и многоско ростные (коробка передач). В зависимости от расположения валов редукторы разделяются на горизон тальные и вертикальные. Как любая передача редуктор может выполнять следующие функции:
1) изменение частоты вращения рабочего органа ;
2) изменение направления вращения рабочего органа;
3) изменение частоты вращения рабочего органа при постоянной частоте вращения двигателя. Проектируемый редуктор предназначен для привода ленточного конвей ера на предприятиях промышленности строительных материалов. Предпо лагается крупносерийный выпуск в условиях специализированного маши ностроительного завода. Сое-динение выходных концов редуктора с двигателем и рабочим органом выполнено с помощью муфт, которые не дают усилий на вал. Машиностроение ключевая отрасль экономики, в значительной степени определяющая производительность труда, качество продук ции, темпы и уровень технического прогресса, и обороноспособность страны. Основные задачи дальнейшего развития машиностроения в нашей стране увеличение мощности и быстроходности, а следовательно, и производительности машин, снижение их материалоемкости и себес тоимости, повышение точности и надежности, а также улучшение ус ловий обслуживания, внешнего вида машин и повышение их конкурен тоспособности на мировом рынке. В зависимости от выполняемых функций современные машины клас сифицируют следующим образом:
Энергетические, служащие для преобразования энергии (ма шины-двигатели, генераторы); рабочие, осуществляющие изменение формы, свойств, состояния и положения предмета труда (технологические или машины-орудия, транспортные и транспортирующие); информационные, предназначенные для сбора, переработки и исполь зования информации (вычислительные, шифровальные и др.).
Машины состоят из деталей изделий из однородного материала, полученных без сборочных операций (болт, шпонка, вал, зубчатое ко лесо и т.д.), и сборочных единиц изделий, собранных из деталей на предприятии-изготовителе (муфта, шарикоподшипник, редуктор)
1. ОБЩАЯ ЧАСТЬ
1.1. Описание устройства редуктора
Проектируемый одноступенчатый редуктор состоит из следующих частей:
1) корпус; 2) крышка корпуса; 3) зубчатая пара;
4) быстроходный и тихоходный валы; 5) подшипники качения; 6) крышки подшипников; 7) шпонки; 8) распорные втулки; 9) маслоотражательные кольца; 10) крепежные детали (болты); 11) смотровой люк; 12) пробка отдушина; 13) масломерное устройство (щуп);
14) маслосливная пробка; 15) рым-болт.
Быстроходный вал редуктора соединяется с электродвигателем с помощью муфты и передает вращающий момент через зубчатую передачу рабочему органу конвейера (ведущему барабану), соединенному с тихоходным валом муфтой. Зубчатая передача работает в масляной ванне.
1.2. Выбор электродвигателя
Вычисление мощности на выходе:
13 EMBED Equation.3 1415=
КПД общая для всей схемы:
· =
·2п
·
·цп
·
·зп
·
·м =
где
·п - КПД подшипников
·цп - КПД цепной передачи
·зп - КПД зубчатой передачи
·м - КПД муфты
Значения КПД подбирается по таблице №1
Требуемая мощность электродвигателя:
13 EMBED Equation.3 1415=
Таблица №1
Тип передачи
КПД (
·)
Закрытая передача (жидкая смазка)
Открытая
передача
(густая смазка)
6–я и 7-я
степени
точности
8–я и 9-я
степени
точности
Цилиндрическая
Коническая
Пара
подшипников
Муфта
0,990,98
0,980,96
0,99
0,99
0,9750,97
0,960,95
0,99
0,99
0,960,95
0,950,94
0,99
0,99
Делительный диаметр звездочки:
13 EMBED Equation.3 1415 =
Частота вращения приводного вала
13 EMBED Equation.3 1415=
Принимаем по таблицы приложения П 1 , ближайший к расчетному
Рэ.
· Рэ.р. ,типовой электродвигатель из предложенного диапазона
n1 = nЭ = ; P1 = Pэ =
тип двигателя ( )
полное передаточное число привода
u= n1 /n3 =
согласно стандарта ( СТ СЭВ 221 – 75 ) из предпочтительного ряда выбираем передаточное число цилиндрической зубчатой передачи :
u1 = 1,0 ; 1,25; 1,6; 2,0 ; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,3 .
принимаем u1 - передаточное число зубчатой передачи
и определяем передаточное число цепной передачи
u2 = u / u1 =
определяем число оборотов тихоходного вала редуктора
n2 = n1/ u1 =
1.3. Кинематический расчет.
Рассчитываем редуктор с жестко посаженными колесами
(рис. 1).
Уточняем частоту вращения тихоходного
вала: 13 EMBED Equation.3 1415 =
Определяем угловые скорости:
13 EMBED Equation.3 1415 =
13 EMBED Equation.3 1415 =
Определяем вращающие моменты, равные крутящим на быстроходном валу: 13 EMBED Equation.3 1415 =
13 EMBED Equation.3 1415=
2. РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
2.1. Выбор материала зубчатых колес
и допускаемых напряжений
Так как редуктор предназначен для стационарной установки, габариты и масса не лимитированы, применять дефицитную, дорогостоящую легирован ную сталь нецелесообразно. Поэтому принимаем углеродистую конструкци онную сталь повышенного качества:
для шестерни - сталь 50;
для колеса - сталь 45 (ГОСТ 1050- 74).
Термообработка улучшение (закалка с высоким отпуском) до твердости НВ1 = НВ2 = 250.
Определяем предел выносливости по контактным напряжениям:
·H0 = 2HB1 + 70 = 2 250 + 70 = 570 МПа.
Определяем допускаемое контактное напряжение:
13 EMBED Equation.3 1415
Где SH = 1,1 – требуемый запас прочности.
Получаем: 13 EMBED Equation.3 1415
Определяем предел выносливости на изгиб:
·F0 = 1,8HB1 = 1,8 250 = 450 МПа.
Определяем допускаемое напряжение изгиба:
13 EMBED Equation.3 1415
где SF = 2 требуемый запас прочности на изгиб.
Получаем: 13 EMBED Equation.3 1415
2.2. Определение геометрических размеров
зубчатой передачи.
Так как передача закрытая, работающая в масляной ванне, то расчет не обходимо вести на контактную прочность.
Определяем требуемое межосевое расстояние из условия контактной прочности:
13 EMBED Equation.3 1415 =
Где u1 = передаточное отношение;
Т2 = крутящий момент на тихоходном валу, Н м;
КН
· =1 коэффициент неравномерности нагрузки;
·ba = 0,3; коэффициент длины зуба (для прямозубых колес
[
·H] = 520 МПа допускаемое контактное напряжение.
Округляем до стандартного значения по ГОСТ 6636 - 69 , принимаем приложение П 2 . Определяем требуемый модуль зацепления:
m =0,02· a
·. =
Округляем до стандартного значения по СТ СЭВ 310- 76,
Принимаем по таб.2 : т =
при выборе значения модуля предпочтение отдают 1 – му ряду
Таблица № 2 Нормальный ряд модулей по СТ СЭВ 310- 76
m, мм
1-й ряд 1,0; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10
2-й ряд 1.25; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7;
Определяем суммарное число зубьев, округлив значение до целого числа:
13 EMBED Equation.3 1415 =
Определяем число зубьев в шестерне, округляя до целого, опираясь на условие Z1
· 17:
13 EMBED Equation.3 1415 =
Определяем число зубьев колеса, округляя до целого:
Z2 = Z
· – Z1 =
Определяем размеры колес (рис. 24):
диаметр начальной окружности шестерни, полученное значение округляют до десятых долей после запятой.
d1 = m
· Z1 =
диаметры окружностей выступов и впадин шестерни
da1 = d1 + 2 m =
df1 = d1 - 2,5 m =
диаметр начальной окружности колеса
d2 = m
· Z2 =
диаметры окружностей выступов и впадин колеса
da2 = d2 + 2 m =
df2 = d2 - 2,5 m =
высота головки и ножки зуба
ha = m = hf = 1,25·m =
полная высота зуба
h = 2,25·m = ;
радиальный зазор
cr = hf – ha = 0,25 m =
ширина колеса
b2 =
·ba
· a
·= 0.3 a
·=
Для компенсации неточностей монтажа длина зуба шестерни принима ется несколько больше длины зуба колеса:
b1 = b2 + 10 =
Уточняем межосевое расстояние
13 EMBED Equation.3 1415 =
Принимаем конструкцию шестерни сплошной, конструкцию колеса дисковой. Толщина обода е > 0,5р
где р = т
· шаг зацепления , мм.
Принимаем е= 10 мм.
Толщина диска C = 0.25 b2 =
Диаметр ступицы dст = 2
· dв2 =
Размеры dв1 и dв2 примем из раздела « Расчет валов », начальный диаметр d0 принимаем конструктивно (d0 = 20 – 40 мм).
Уточняем окончательно передаточное число редуктора :
13 EMBED Equation.3 1415 .
2.3. Определение сил в зацеплении зубьев.
По заданной схеме редуктора, крутящего момента на ведущем валу Т1 диаметров зубчатых колес d1 определить окружную силу:
13 EMBED Equation.3 1415 =
Где 1000 – переводной коэффициент из Н·м в Н·мм. Определяем радиальную силу: 13 EMBED Equation.3 1415 =
Где ( = 20 - угол зацепления ( tg 20 = 0,364 )
2.4. Проверка зубьев на изгиб
и контактную прочность.
Проведем сравнительную оценку прочности зубьев шестерни и колеса на изгиб. Находим и сравниваем соотношение 13 EMBED Equation.3 1415
13 EMBED Equation.3 1415 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415
Где 13 EMBED Equation.3 141513 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент формы зубьев в зависимости от количества зубьев.
Так как меньшее отношение должно получится у шестерни, то проверку необходимо проводить для шестерни ( она более интенсивно подвержена износу).
Проверяем зубья шестерни на изгиб по формуле сравнивая с допустимым значением напряжения :
13 EMBED Equation.3 1415
Где 13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент формы зуба;
13 EMBED Equation.3 1415 - окружная сила, Н;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент динамичности;
13 EMBED Equation.3 1415 - коэффициент неравномерности нагрузки;
m - модуль зацепления;
13 EMBED Equation.3 1415 - ширина колеса, мм;
13 EMBED Equation.3 1415 - допускаемое напряжение изгиба.
Таблица № 3. Коэффициенты формы зуба YFl и YF1
Z
YF
Z
YF
Z
YF
Z
YF
Z
YF
Z
YF
16
4,28
24
3,92
30
3,80
45
3,66
71
3,61
180
3,62
17
4,27
25
3,90
32
3,78
50
3,65
80
3,61
·
3,63
20
4,07
26
3,88
35
3,75
60
3,62
90
3,60
22
3,98
28
3,81
40
3,70
65
3,62
100
3,60
Если условие выполняется, то прочность на изгиб обеспечивается
13 EMBED Equation.3 1415
3. РАСЧЕТ ВАЛОВ.
3.1. Выбор материалов валов
и допускаемых напряжений.
Вал долен, удовлетворять условиям не только прочности, но жесткости. Кроме того, диаметр вала должен соответствовать диаметру требуемого подшипника. Поэтому для валов принимаем рекомендуемую углеродистую конструкционную сталь:
С механическими характеристиками: [( кр] = 30 МПа,
[(] = 80 MПа
Посадку зубчатых колес на вал принимаем по
точности 13 EMBED Equation.3 1415.
Посадка подшипника на вал по т6.
Посадка подшипника в гнездо корпуса по К6.
3.2. Расчет быстроходного вала.
Диаметр выходного конца вала определяем из условия прочности при кручении Мкр = Т1:
13 EMBED Equation.3 1415=
Где Т1 - вращающий момент на быстроходном валу Н м
[( кр] = 30 МПа - допускаемое напряжение кручения
Полученное значение диаметра вала округляем до ближайшего большего стандартного числа по ГОСТ 6636 – 69 , приложение П2
Выполняем эскизную компоновку быстроходного вала
Диаметр вала под сальник подшипника
13 EMBED Equation.3 1415= мм.
Диаметр вала под подшипник 13 EMBED Equation.3 1415 = мм.
Диаметр посадочной части вала под шестерню до ближайшего большего стандартного числа по ГОСТ 6636 – 69 , приложение П2
( если шестерня насадная ) 13 EMBED Equation.3 1415= мм.
Длина вала определяется из расчетной по участкам :
13 EMBED Equation.3 1415
Где В - ширина подшипника
b1 - ширина шестерни.
в итоге общую длину вала получаем, сложив последовательно все расчетные участки:
13 EMBED Equation.3 14
·15 =
Расстояние между опорами: 13 EMBED Equation.3 1415 =
Рассматриваем вал как балку на двух опорах с расстоянием между токами приложения реакций подшипников.
Полученное число округляем до ближайшего стандартного из ряда длин по ГОСТ 6636 – 69 , приложение П2.
Выполняем расчетную схему вала. Строим эпюры крутящих и изгибающих моментов.
Определяем изгибающие моменты:
а) от силы Ft 13 EMBED Equation.3 1415 =
б) от силы Fr 13 EMBED Equation.3 1415 =
Полный изгибающий момент определим по формулам
13 EMBED Equation.3 1415 = Н м (для прямозубых колес)
Рис.9. Эпюра крутящих и изгибающих моментов в сечении
рабочих участков вала.
Полный приведенный результирующий момент
13 EMBED Equation.3 1415 = Н м
Приведенное напряжение в опасном сечении
13 EMBED Equation.3 1415 МПа
Где d b1 – диаметр вала в опасном сечении.
Так как (пр ( [ ( ] то условие прочности на совместное действие изгиба и кручение обеспечивается.
3.3. Расчет тихоходного вала.
Расчет тихоходного вала выполняется аналогично расчету быстроходного вала по вращающему моменту Т2 . Определяем диметр выходного конца вала из условий прочности Мкр = Т2 :
13 EMBED Equation.3 1415 =
Где Т2 - вращающий момент на тихоходном валу Н м
[( кр] = 30 МПа - допускаемое напряжение кручения
Полученное значение диаметра вала округляем до бли-жайшего большего стандартного числа по ГОСТ 6636 – 69
Выполняем эскизную компоновку тихоходного вала
Диаметр вала под сальник подшипника
13 EMBED Equation.3 1415 = мм.
Диаметр вала под подшипник
13 EMBED Equation.3 1415 = мм.
Диаметр посадочной части вала под колесо
13 EMBED Equation.3 1415= мм.
Длина вала определяется из расчетной по участкам :
13 EMBED Equation.3 1415
Где В - ширина подшипника
b2 - ширина колеса
в итоге общую длину вала получаем, сложив последовательно все расчетные участки:
13 EMBED Equation.3 1415 =
Расстояние между опорами: 13 EMBED Equation.3 1415 =
Рассматриваем вал как балку на двух опорах с расстоянием между токами приложения реакций подшипников.
Полученное число округляем до ближайшего стандартного из ряда длин.
Выполняем расчетную схему вала.
Строим эпюры крутящих и изгибающих моментов.
Определяем изгибающие моменты на колесе :
а) от силы Ft 13 EMBED Equation.3 1415 =
б) от силы Fr 13 EMBED Equation.3 1415 =
Полный изгибающий момент определим по формулам
13 EMBED Equation.3 1415 = Н м (для прямозубых колес)
Полный приведенный результирующий момент
13 EMBED Equation.3 1415 = Н м
Приведенное напряжение в опасном сечении
13 EMBED Equation.3 1415 МПа
Где d b2 – диаметр вала в опасном сечении.
Так как (пр ( [ ( ] то условие прочности на совместное действие изгиба и кручение обеспечивается.
4. РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ.
4.1. Выбор типа подшипников.
Выбираем шариковый, радиальный, однорядный подшипник, так как в прямозубой передаче нет осевой силы , а в косозубой передаче - небольшие внешние нагрузки .
Принимаем требуемую долговечность работы подшипника:
[L h1] = 10 000 ч.
[L h2] = 30 000 ч.
4.2.Расчет подшипников быстроходного вала .
В зависимости от диаметра вала dП1
Выбираем по стандартному диаметру из таблицы П3 согласно номеру подшипника № следующие параметры :
d =
D =
B =
C = C0 =
(C и C0 – динамическая и статическая грузоподъемность подшипника)
Определяем реакции подшипников для прямозубых колес:
13 EMBED Equation.3 1415
Полные реакции подшипников
13 EMBED Equation.3 1415
В прямозубых колесах оба подшипника нагружены одинаково , поэтому приведенную радиальную нагрузку рассчитаем по формуле :
Рис.11. Схема определения нагрузки в опорах подшипников.
13 EMBED Equation.3 1415=
Где X = 1 - коэффициент радиальной нагрузки;
RB= - фактическая реакция;
КК = 1 – коэффициент вращения;
Кб = 1,3 – коэффициент безопасности;
КТ = 1 - температурный коэффициент.
Фактическую долговечность подшипника определим по формуле :
13 EMBED Equation.3 1415=
Где n1 – частота вращения вала по условию
С - динамическая грузоподъемность подшипника
RЭ – приведенная радиальная нагрузка на подшипник
Если полученная долговечность удовлетворяет условию
Lh1 > [Lh1] то подшипник выбран верно.
4.3.Расчет подшипников тихоходного вала .
В зависимости от диаметра вала dП2 =
Выбираем по стандартному диаметру из таблицы П3 согласно номеру подшипника № следующие параметры :
d = D = B =
C = C0 =
(C и C0 – динамическая и статическая грузоподъемность подшипника)
Определяем реакции подшипников для прямозубых колес:
13 EMBED Equation.3 1415
Полные реакции подшипников
13 EMBED Equation.3 1415
В прямозубых колесах оба подшипника нагружены одинаково , поэтому приведенную радиальную нагрузку рассчитаем по формуле :
13 EMBED Equation.3 1415
Где X = 1 - коэффициент радиальной нагрузки;
RB = -фактическая реакция;
КК = 1 – коэффициент вращения;
Кб = 1,3 – коэффициент безопасности;
КТ = 1 - температурный коэффициент.
Фактическую долговечность подшипника определим по формуле :
13 EMBED Equation.3 1415=
Где n2 – частота вращения вала по условию
С - динамическая грузоподъемность подшипника
RЭ – приведенная радиальная нагрузка на подшипник
Если полученная долговечность удовлетворяет условию
Lh2 > [Lh2] то подшипник выбран верно.
5. РАСЧЕТ ШПОНОК.
5.1. Выбор типа шпонок и допускаемых
напряжений.
Принимаем соединение зубчатых колес и полумуфт с валами с помощью шпоночного соединения.
Тип шпонки – врезная призматическая (ГОСТ СЭВ 189 – 75 ) со скругленными торцами (рис. 12).
Рис .12. Эскиз шпонки крепления зубчатых колес.
Материал шпонки – сталь 40 (ГОСТ 1050 – 74)
Изготовление шпонок - поковка с последующей механической обработкой на фрезерном станке. Допускаемые напряжения:
[
·см] = 100 МПа, [
·ср] = 110 МПа.
5.2. Расчет шпонок быстроходного вала
В зависимости от диаметра вала
db1 =
вбираем размеры шпонки по стандарту из таблицы П4:
b = h =
Длину шпонки принимаем равной ширине шестерни:
l = b1
Проверяем прочность шпонки на срез и смятие.
Напряжение смятия
13 EMBED Equation.3 1415
Напряжение среза
13 EMBED Equation.3 1415
Если полученные напряжения меньше допускаемых, то шпонка условиям прочности на срез и смятие удовлетворяет.
5.3. Расчет шпонок тихоходного вала
Расчет шпонки тихоходного вала выполняется аналогично расчету шпон ки быстроходного вала. По диаметру db2 = выбираем размеры шпонки стандарту из таблицы П4:
b = h =
Длину шпонки принимаем равной ширине колеса:
l = b2 =
Проверяем прочность шпонки на срез и смятие.
Напряжение смятия
13 EMBED Equation.3 1415
Напряжение среза
13 EMBED Equation.3 1415
Если полученные напряжения меньше допускаемых, то шпонка усло виям прочности на срез и смятие удовлетворяет.
6. РАСЧЕТ КОРПУСА
6.1. Выбор материала и технологии изготовления
корпуса
Так как редуктор предназначен для крупносерийного выпуска в услови ях специализированного завода, то в качестве материала корпуса принима ем чугун СЧ10.
Технология изготовления литье (наиболее производительный способ изготовления деталей). Литой чугунный корпус обеспечивает высокую проч ность, жесткость и герметичность.
После литья проводится механическая обработка:
1) фрезерование сопрягаемых поверхностей;
2) сверление отверстий под болты;
3) расточка гнезд под подшипники.
Расточку гнезд производят с одной установки. Крышка с корпусом фиксируется штифтами.
6.2. Определение геометрических размеров
корпуса
Толщина стенки корпуса
·= 0,025 a
· +1.=
Принимаем
· = 8 мм.
Толщина крышки корпуса
·1 = 0,02 a
· +1.=
Принимаем
·1 = 8 мм.
Диаметр фундаментных болтов
dф= 0,036 a
· + 12.=
Принимаем болты с резьбой стандартных размеров М__ .
Диаметр болтов крепления к крышке корпуса
d1 = 0,75 dф =
Принимаем болты с резьбой стандартных размеров М __ .
Диаметр болтов крепления крышек подшипников
d2 = 0,5 dф =
Принимаем болты с резьбой стандартных размеров М___ .
Зазор между колесом и корпусом
· =1,5
·. =
Толщина верхнего и нижнего пояса корпуса
· В.П.= 1,5
· =
·Н.П. = 2
· =
Толщина нижнего пояса крышки
· 1Н.П.= 1,5
·1 =
Ширина верхнего и нижнего пояса корпуса
bВ.П. = 2,2
·d1 = bН.П. = 2,2
·dф =
Размеры смотрового люка А x В выбираем
Конструктивно ( например : 20 Ч 20 мм.)
Выбираем пробку-отдушину с резьбой из ряда М10 – М14 ,
маслосливную пробку с резьбой М10 ,
фиксирующий штифт диаметром
d = 8 мм
Для подъема редуктора принимаем рым-болт с резьбой М16 - М20 .
Ширина гнезда под подшипник принимается равной ширине верхнего пояса корпуса со стенкой. Толщина ребер с = (0,8 - 1)
·.
Принимаем с = 8 мм.
Рис. 13. Передняя (а) и задняя (б) крышки подшипников.
6.3. Выбор смазки
Принимаем смазку зубчатых колес картерную окунанием.
Определяем окружную скорость зубчатых колес:
13 EMBED Equation.3 1415 =
Где d1 диаметр начальной окружности шестерни, мм;
n1 частота вращения быстроходного вала, об/мин.
По полученной окружной скорости принимаем вязкость масла:
· = 81,5 сСт.
По полученной вязкости выбираем марку масла И100А, для которой
· = 90 - 118 сСт.
Смазка подшипников периодическая, путем набивки консистентной смазкой (солидол УСс2). Для измерения уровня смазки применяется щуп.
Для предотвращения вытекания смазки предусмотрены прокладки, сальники и маслоотражательные кольца. Материал прокладок – картон,
материал сальников – войлок.
6.4. Описание сборки и разборки редуктора
Последовательность сборки редуктора:
установить шпонку и напрессовать шестерню на быстроходный вал;
установить маслоотражательные кольца и напрессовать подшипники на быстроходный вал;
аналогично собрать тихоходный вал;
установить собранные узлы в корпус;
установить крышку корпуса и закрепить болтами;
наполнить смазкой крышки подшипников, предварительно устано вив в них сальники;
установить и закрепить крышки подшипников;
установить маслосливную пробку, рым-болт и щуп;
залить смазку;
установить крышку смотрового люка и пробку-отдушину;
проверить работу редуктора путем поворота вала вручную;
проверить отсутствие течи масла.
Разборка редуктора проводится в обратной последовательности
7. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
7.1. Экономическое обоснование выбора материала зубчатых колес.
Так как редуктор предназначен для стационарной установки, масса и габариты не лимитируются, то применять легированную сталь вследствие ее дороговизны и дефицита экономически невыгодно, поэтому принята угле родистая конструкционная сталь сталь 50 и сталь 45 (ГОСТ 1050 74).
7.2. Определение экономического эффекта от выбранного материала зубчатых колес
Экономический эффект рассчитываем по сравнению со сталью 40Х. Определяем массу шестерни:
13 EMBED Equation.3 1415 =
где d1 - диаметр шестерни, мм;
b1 - ширина шестерни, мм; 8 - удельный вес стали, т/м3.
Определяем массу колеса:
13 EMBED Equation.3 1415 =
где d2 – диаметр колеса, мм; b2 - ширина колеса, мм;
Приложение.
П1. Технические данные двигателей серии АИР (числитель - тип, знаменатель - асинхронная частота вращения, мин'1)
Мощность
кВт
Синхронная частота, мин -1
3000
1500
1000
750
0,37
0,55
-
71A4/I357
71A6/915
71B6/915
-
0,75
71А2/2820
71B4/1350
80A6/920
90LA8/705
1,1
71В2/2805
80A4/1395
80B6/920
90LB8/715
1,5
80А2/2850
80B4/1395
90L6/925
100L8/702
2,2
80В2/2850
90L4/1395
100L6/945
112MA8/709
3
90L2/2850
100S4/1410
112МA6/950
112MB8/709
4
100S2/2850
100L4/1410
112MB6/950
132S8/716
5,5
100L2/2850
112M4/1432
132S6/960
132M8/712
7,5
112M2/2895
132S4/1440
132M6/960
160S8/7273
11
132M2/2910
132M4/1447
160M6/9704
160M8/7273
15
160S2/29101
160S4/14552
160M6/9705
180M8/731
18,5
160M2/2910'
160M4/14552
180М6/9803
-
22
180S2/2919'
180S4/14623
-
-
30
180М2/29251
180M4/14701
П.2. Нормальные линейные размеры, мм
(из ГОСТ 6636-69)
3,2
5,6
10
18
32
56
100
180
320
560
3,4
6,0
10,5
19
34/35
60/62
105
190
340
600
3,6
6,3
11
20
36
63/65
ПО
200
360
630
3,8
6,7
11,5
21
38
67/70
120
210
380
670
4,0
7,1
12
22
40
71/72
125
220
400
710
4,2
7,5
13
24
42
75
130
240
420
750
4,5
8,0
14
25
45/47
80
140
250
450
800
4,8
8,5
15
26
48
85
150
260
480
850
5,0
9,0
16
28
50/52
90
160
280
500
900
5,3
9,5
17
30
53/55
95
170
300
530
950
Примечание. Под косой чертой приведены размеры посадочных мест для подшипников качения.
П3. Подшипники шариковые радиальные однорядные
(из ГОСТ 8338-75)
Легкая серия
Обозначе-ние
Размеры, мм
Грузоподъемность, кН
d
D
В
r
Cr
C0r
204
20
47
14
1,5
12,7
6,2
205
25
52
15
1,5
14,0
6,95
206
30
62
16
1,5
19,5
10,0
207
35
72
17
2
25,5
13,7
208
40
80
18
2
32,0
17,8
209
45
85
19
2
33,2
18,6
210
50
90
20
2
35,1
19,8
211
55
100
21
2,5
43,6
25,0
212
60
110
22
2,5
52,0
31,0
213
65
120
23
2,5
56,0
34,0
214
70
125
24
2,5
61,8
37,5
215
75
130
25
2,5
66,3
41,0
Средняя серия
Обозначе-ние
Размеры, мм
Грузоподъемность, кН
d
D
В
r
Cr
C0r
304
20
52
15
2
15,9
7,8
305
25
62
17
2
22,5
11,4
306
30
72
19
2
28,1
14,6
307
35
80
21
2,5
33,2
18,0
308
40
90
23
2,5
41,0
22,4
309
45
100
25
2,5
52,7
30,0
310
50
110
27
3
61,8
36,0
311
55
120
29
3
71,5
41,5
312
60
130
31
3,5
81,9
48,0
313
65
140
33
3,5
92,3
56,0
314
70
150
35
3,5
104,0
63,0
315
75
160
37
3,5
112,0
72,5
Шпонки призматические
(из ГОСТ 23360-78), м
Диаметр
вала, d
Сечение
шпонки
Фаска у
шпонки s
Глубина паза
Длина l
b
h
вала t1
ступицы t2
Св. 12 до 17
5
5
0,25 - 0,4
3
2,3
10-56
» 17 » 22
6
6
0,25 - 0,4
3,5
2,8
14-70
» 22 » 30
8
7
0,25 - 0,4
4
3,3
18-90
» 30 » 38
10
8
0,4-0,6
5
3,3
22-110
» 38 » 44
12
8
0,4-0,6
5
3,3
28-140
» 44 » 50
14
9
0,4-0,6
5,5
3,8
36-160
» 50 » 58
16
10
0,4-0,6
6
4,3
45-180
» 58 » 65
18
11
0,4-0,6
7
4,4
50-200
Примечания: 1. Длину l(мм) призматической шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180,200, 220, 250, 280. 2. Пример обозначения шпонки с размерами b = 18 мм, h = 11 мм, l = 80 мм:
"Шпонка 18x11x80 ГОСТ 23360-78".
Учебно-методическое пособие по
выполнению комплексной расчетно-графической работы
по предмету «Детали машин»
для студентов СПО профессии 23.02.03. «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»
Составил: преподаватель технических дисциплин
к.п.н. Наумов О. Е.
Редактор: Старчакова О.К.
ГБПОУ ВО
« Воронежский государственный
промышленно - технологический колледж »
г. Воронеж, ул. 9 – го Января, д. 268
13PAGE 143115
13PAGE 143415
Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРиc 6Equation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native