Проектирование конического редуктора
| Загрузить архив: | |
| Файл: ref-14867.zip (266kb [zip], Скачиваний: 64) скачать |
Введение
Цель курсового проектирования - систематизировать, закрепить, расширить теоретические знания, а также развить расчетно-графические навыки студентов. Основные требования, предъявляемые к создаваемой машине: высокая производительность, надежность, технологичность, минимальные габариты и масса, удобство в эксплуатации и экономичность. В проектируемых редукторах используются различные передачи. Передачи классифицируются:
По принципу действия: <
а) с использованием сил трения (фрикционные, ременные).
б) работающие в результате возникновения давления между зубьями и кулачками.
Проектируемый привод состоит (Рисунок из задание) из электродвигателя (1), клиноременной передачи (2), конического зубатого редуктора (3), кулачково-дисковой муфты.
Шнековый пресс непрерывного действия производит выдавливание сока из предварительно измельченных и обработанными ферментными препаратами плодов и ягод. Через загрузочную воронку в корпусе сырье попадает к винтовому шнеку (5) с полым рабочим валом, помещенным внутри цилиндра (6). При вращении шнека происходит перемещения массы внутри цилиндра с отжатием сока. Степень отжатия регулируется конусом (7). Полученный сок отводится через отверстия в цилиндре (6) и в полом валу.
<
Выбор электродвигателя
Исходные данные:
Мощность на валу барабана - Р3=2,6 кВт.
Частота вращения барабана - n3=50 об/мин.
Синхронная частота вращения вала двигателя - nС=750 об/мин.
Принимаются следующие значения КПД по таблице 1.1 [1, с 5]:
1=0,95 - КПД клиноременной передачи;
2=0,96 - КПД закрытой зубчатой передачи с коническими колесами;
3=0,99 - КПД пары подшипников.
Общий КПД определяется по формуле [1, с 4, ф (1.2)]:
ОБЩ=1232 (1.1)
ОБЩ=0,950,960,992=0,894
Определяется требуемая мощность электродвигателя по формуле
[1, с 4, ф (1.1)]:
<
(1.2)>
<
кВт.>
По ГОСТ 19523-81 принимается исходя из синхронной частоты вращения электродвигатель марки 4АМ112МВ8У3, характеристики которого:
Мощность двигателя - РДВ=3 кВт.
Номинальная частота вращения - nНОМ=700 об/мин.
<
>
Рисунок 1 - Кинематическая схема привода
<
<
(1.3)>
<
рад/с.>
Кинематический расчет привода
Определяем общее передаточное число привода по формуле [1, с 8]:
<
(1.4)>
<
>
В соответствии с рекомендацией [1, с 7] производится разбивка общего передаточного числа на частные составляющие:
для клиноременной передачи U=24;
для зубчатой U=26.
Предварительно принимается по ГОСТ для U2=5 тогда определяется число для клиноременной передачи по формуле [1, с 8]:
<
(1.5)>
<
>
<
I вал: <
об/мин,>
II вал: <
об/мин,>
<
Определяются угловые скорости валов:
I вал: <
рад/с,>
II вал: <
рад/с,>
III вал: <
рад/с.>
Силовой расчет
Определяются мощность на валах привода:
I вал: Р1=РДВ=2,9 кВт,
II вал: Р2=Р113=2,90,950,99=2,7 кВт,
III вал: Р3=Р223=2,70,960,99=2,6 кВт.
Определяются вращающие моменты на валах привода:
I вал: <
Нм,>
II вал: <
Нм,>
III вал: <
Нм.>
<
Таблица 1 - Параметры привода
№ вала |
Частота
вращения, об/мин |
Угловая
скорость, рад/с |
Вращающий момент, Нм |
Передаваемая мощность, кВт |
Передаточное число |
|
I |
700 |
73,3 |
39,56 |
2,9 |
2,8 |
|
II |
250 |
26,2 |
103,5 |
2,7 |
5 |
|
III |
50 |
5,2 |
500 |
2,6 |
<
Исходные данные:
Передаваемая мощность - Р =2,9 кВт.
Вращающий момент на ведущем валу - Т1 =39,56 Нм.
Частота вращения ведущего шкива - n1=700 об/мин.
Угловая скорость ведущего шкива - 1=73,3 рад/с.
Передаточное число - U1=2,8.
Режим работы средний число смен - 2.
2.1 Определение геометрических параметров
По номограмме [1, с 134] по частоте вращения ведущего шкива и передаваемой мощности принимается сечение клинового ремня «Б».
Определяем диаметр ведущего шкива по формуле:
<
(2.1)>
<
мм,>
По ГОСТ 20898-75 принимается диаметр шкива d1=125 мм.
Диаметр ведомого шкива определяется по формуле [1, с 130, ф (7.25)]:
d2=d1U(1-) (2.2)
где - коэффициент скольжения, =0,02 [1, с 20].
d2=1252,8(1-0,02)=343 мм,
Принимаем по ГОСТ d2=355 мм.
Уточняем передаточное число передачи по формуле:
<
(2.3)>
<
Определяются межосевые расстояния, по формулам [1, с 130, ф (7.26)]
минимальное:
amin=0,55(d1+d2)+T0, (2.4)
где Т0 - высота сечения ремня, для типа «Б» Т0=10,5 мм,
amin=0,55(125+355)+10,5275 мм.
максимальное:
amax=d1+d2 (2.5)
amax=125+355=480 мм.
расчетное:
<
(2.6)>
<
мм.>
применяем a=380 мм.
Определяется расчетная длина ремня по формуле [1, с 121, ф (7.7)]:
<
(2.7)>
<
мм,>
По ГОСТ 12841-80 принимается длина ремня LP=1600 мм.
Уточняем межосевое расстояние по формуле [1, с 137, ф (7.27)]:
<
(2.8)>
где
w=0,5(d1+ d2) (2.9)
<
w=0,53,14(125+355)=754 мм,
y=( 125-355)2=52900 мм,
<
мм.>
Определяется угол обхвата ведущего шкива по формуле [1, с 137, ф (7.28)]:
<
(2.11)>
<
,>
т. к. =14743/>[]=120 - угол обхвата достаточный.
Определяем число ремней по формуле:
<
(2.12)>
где СР - коэффициент учитывающий режим и условия работы передачи, принимается по таблице 7,10 [1, с 136], СР=1,2;
СL - коэффициент учитывающий режим и условия, принимается по таблице 7,9 [1, с 135], СL=0,92;
Сz - коэффициент учитывающий число ремней, в передаче предполагая z=23 [1, с 135], Сz=0,95;
С - коэффициент учитывающий угол обхвата ведущего шкива, при =14738' С=0,90;
Р0 - мощность передаваемая одним клиновым ремнем типа «Б», по таблице 7,8 [1, с 132] Р0=2 кВт.
<
>
Принимаем z=3.
Определяем ширину обода шкива по формуле [1, с 138]:
B=(z-1)l+2f (2.13)
где l=19 мм, f=12,5 мм - параметры канавок шкива из таблицы 7,12 [1, с 138].
<
2.2 Определение натяжения ветвей
Натяжение ветвей определяется по формуле [1, с 136, ф (7.30)]:
<
(2.13)>
где V - окружная скорость ремня, м/с;
- коэффициент, учитывающий центробежную силу, при сечении «Б» =0,18 [1, с 136].
<
(2.14)>
<
м/с.>
<
Н.>
2.3 Определение силы действующей на вал
По формуле [1, с 136, ф (7.31)]:
<
(2.15)>
<
Н.>
<
Исходные данные:
Передаваемая мощность - Р =2,7 кВт.
Вращающий момент на ведущем валу - Т2 =103,5 Нм.
Вращающий момент на ведомом валу - Т3 =500 Нм.
Частота вращения ведущего вала - n2=250 об/мин.
Частота вращения ведомого вала - n3=50 об/мин.
Угловая скорость ведущего вала - 2=26,2 рад/с.
Передаточное число - U2=5.
3.1 Выбор материала колес
Для шестерни примем сталь 40Х улучшенную с твердостью НВ 270; для колеса сталь 40Х улучшенной твердостью НВ 245.
Допускаемое контактные напряжения по формуле [1, с 33, ф (3.9)]:
<
(3.1)>
где Hlimb - предел контактной выносливости при базовом цикле, значения по таблице 3.2 [1, с 34];
КHL - коэффициент долговечности, при длительной эксплуатации КHL=1;
[SH] - коэффициент безопасности, [SH]=1,15;
Hlimb=2HB+70=2·245+70=560 MПа.
<
МПа.>
<
Внешний делительный диаметр колеса, по формуле [1, с 49, ф (3.29)]:
<
(3.2)>
где Т3 - вращающий момент III вала, Т3=500 Нм;
KH - коэффициент при консольном расположении шестерни 1,35;
U - передаточное число, U=5;
bRe - коэффициент ширины венца по отношению к внешнему конусному расстоянию, bRe=0,285;
Кd -для прямозубых передач Кd = 99
<
мм,>
Принимаем по ГОСТ 1289-76 ближайшее стандартное значение de2=400 мм.
Примем число зубьев шестерни z1=25,
Тогда, по формуле
<
(3.3)>
<
>
Внешний окружной модуль, по формуле:
<
(3.4)>
<
Углы делительных конусов:
<
(3.5)>
<
>
<
(3.6)>
<
>
Внешнее конусное расстояние Re:
<
(3.7)>
<
мм.>
Дина зуба b
<
(3.8)>
<
мм,>
Принимаем b=60 мм.
Внешний делительный диаметр шестерни, по формуле:
de1=mez1 (3.9)
de1=mez1=3,225=80 мм.
Средний делительный диаметр шестерни
d1=2(Re-0,5b)sin (3.10)
<
Внешние диаметры шестерни и колеса (по вершинам зубьев):
daei=dei+2mecosi (3.11)
dae1=80+23,2cos1119'=86,3 мм
dae2=400+23,2cos7841'=401,3 мм.
Средний окружной модуль
<
(3.12)>
<
мм.>
Коэффициент ширины шестерни по среднему диаметру
<
(3.13)>
<
>
Средняя окружная скорость колес:
<
(3.14)>
<
м/с.>
Для конических колес назначаем 9-ю степень точности.
3.3 Проверка по контактным напряжениям
Для проверки контактных напряжений определяем коэффициент нагрузки:
KH=KHKHKHV (3.15)
<
KH - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между прямыми зубьями, КН=1,05;
KHV - коэффициент учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении, для прямозубых колес при V5 м/с, КHV=1,05.
КН=1,23·1,0·1,05=1,3
Проверяем контактное напряжение, по формуле [1, с 47, ф (3.27)]:
<
(3.16)>
<
МПа<[Н]=485 МПа.>
3.4 Силы в зацеплении
Окружная
<
(3.17)>
<
Н.>
радиальная для шестерни, равная осевой для колеса,
Fr1=Fa2=Ft·tg·cos1 (3.18)
Fr1=Fa2=3030·tg20·cos1119'=1081 Н.
осевая для шестерни, равная радиальной для колеса,
Fa1=Fr2=Ft·tg·sin1 (3.19)
Fa1=Fr2=3030·tg20·sin1119'=216 Н.
<
Определяем по формуле [1, с 50, ф (3.31)]:
<
(3.20)>
где КF - коэффициент нагрузки;
YF - коэффициент формы зуба, выбираем в зависимости от эквивалентного числа зубьев;
F - опытный коэффициент, учитывающий понижение нагрузочной способности конической прямозубой передачи по сравнению с цилиндрической,
F =0,85.
KF=KFKF (3.21)
где при bd=0,65, консольном расположении колес, валах на рожковых подшипниках и твердости НВ<350 значения КF=1,38;
при твердости НВ<350, скорости V5 м/с и девятой степени точности КF=1,45.
KF=1,38·1,45 = 2
Эквивалентные числа зубьев определяются как:
<
(3.22)>
Для шестерни
<
>
Для колеса
<
>
При этом YF1=2,33; YF2=1,82
<
<
(3.23)>
где <
- предел выносливости при эквивалентом числе циклов;>
<
- коэффициент запаса прочности.>
Для стали 40Х улучшенной при твердости НВ<350
<
=1,8НВ (3.24)>
Для шестерни
<
=1,8·270=490 МПа,>
для колеса
<
=1,8·245=440 МПа.>
Коэффициент запаса прочности
[SF]=[SF]| [SF]|| (3.25)
где [SF]| = 1,75
для поковок и штамповок [SF]|| = 1.
Отсюда
[SF]=1,75·1=1,75.
Допускаемые напряжения при расчете зубьев на выносливость:
для шестерни
<
МПа,>
для колеса
<
МПа.>
<
<
МПа,>
для колеса
<
МПа,>
Дальнейший расчет ведем для зубьев шестерни, так как полученное отношение для него меньше.
Проверяем зуб колеса, по формуле (3.20):
<
МПа<[F]=280 МПа.>
<
Расчет редуктора выполним на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Крутящие моменты в поперечных сечениях валов:
ведущего ТК1=Т2=103,5 Нм;
ведомого ТК2=Т3=500 Нм;
Определяем по формуле:
<
(4.1)>
4.1 Ведущий вал
Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении [К]=25 МПа
(Рис. 2)
<
мм,>
принимаем dВ1=28 мм.
Диаметр под подшипник принимаем dП1=35 мм; т.к. диаметр впадин мал, то шестерню выполняем заодно с валом.
4.2 Ведомый вал
Диаметр выходного конца вала dВ2 определяем при [К]=25 МПа
(Рис. 3)
<
мм,>
<
Диаметр под подшипник принимаем dП2=55 мм; диаметр под зубчатым колесом dК2=60 мм.
<
>
Рисунок 2 - Ведущий вал
<
>
Рисунок 3 - Ведомый вал <
Шестерню выполняем за одно с валом.
Колесо.
Коническое зубчатое колесо кованное.
Его размеры: dae2 =401,3 мм.
Диаметр ступицы dcm 1,6·dk2 =1,6·6096 мм;
Длинна ступицы lcm=(1,21,5)·dk2 =(1,21,5)·60=7290 мм;
принимаем lcm=72 мм.
Толщина обода о =(34)·m=(34)·2,73=811; принимаем о =12 мм.
Толщина диска С =(0,10,17)·Re =(0,10,17)·203,96=20,434,7 мм, принимаем
С= 22 мм.
<
Рассчитываем по соотношениям [1, с 241, табл. 10.2].
Толщина стенок корпуса и крышки.
=0,05·Re +1=0,05·203,96+1=11,2 мм,
принимаем =12 мм.
=0,04·Re +1=0,04·203,96+1=9,2 мм,
принимаем =12 мм.
Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки:
верхнего пояса корпуса и пояса крышки:
b=1,5·=1,5·12=18 мм,
b1=1,5·1=1,5·10=15 мм,
нижнего пояса корпуса:
p1=2,35·1 =2,35·12=28 мм.
Диаметры болтов:
фундаментных,
d1=0,055Re+12=0,055203,96+1223 мм,
принимаем фундаментные болты с резьбой М24.
болтов, крепящих крышку к корпусу у подшипника,
d2=(0,70,75)d1=(0,70,75)24=16,818 мм,
принимаем болты с резьбой М16.
болтов, соединяющих крышку с корпусом,
d3=(0,50,6)d1=(0,50,6)24=1214,4 мм,
принимаем болты с резьбой М14.
<
Выбираем способ смазывания; зацепление зубчатой пары - окунание зубчатого колеса в масло; для подшипников пластичный смазочный материал. Раздельное смазывание принято потому, что один из подшипников ведущего вала удален, и это затрудняет попадание масляных брызг.
Камеры подшипников отделяем от внутренней полости корпуса мазеудерживающими кольцами.
Намечаем для валов роликоподшипники конические однорядные легкой серии:
Таблица 2 - Параметры подшипников
Условное обозначение подшипника |
d |
D |
T |
C |
B |
r |
r1 |
c |
c0 |
е |
мм |
кН |
|||||||||
7207 |
35 |
72 |
18,25 |
15 |
17 |
2 |
0,8 |
38,5 |
26 |
0,37 |
7211 |
55 |
100 |
23 |
18 |
21 |
2,5 |
0,8 |
65 |
46 |
0,37 |
Наносим габариты подшипников ведущего вала (миллиметровка), наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии x=10 мм от торца шестерни и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника
y1=10 мм.
При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, чторадиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересеченияч нормалей, проведенных к серединам контактных площадок [1, с 217, табл. 9.21].
Для однородных конических роликоподшипников, по формуле
[1, с 218, ф (9.11)]:
<
(7.1)>
<
мм.>
<
f1=53+16=69 мм.
Принимаем размер между реакциями подшипников ведущего вала
C1(1,42,3)·f1 =(1,42,3)·69=96,6158,7 мм,
принимаем С1=120 мм.
Намечаем положение шкива ременной передачи и замеряем расстояние от линии реакции ближнего к ней подшипника:
<
мм.>
Размещаем подшипники ведомого вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии х=10 мм от торца ступицы колеса и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника y2=10 мм.
Для подшипников 7211 размеры
<
мм.>
Определяем замером размер А - от линии реакции подшипника до оси ведущего вала. Корпус редуктора выполним симметричным относительно оси ведущего вала и применим размер А/=А=106 мм.
Замером определяем расстояние f2=72 мм и
С2=(1,42,3)·72=100,8165,6 мм,
принимаем С2=140 мм.
<
8.1 Ведущий вал (рисунок 4)
Силы, действующие в зацеплении:
Ft=3030 H, Fr1=Fa2=1081 H, Fa1=Fr2=216 H.
Нагрузка на вал от ременной передачи Fв=1291 H.
Первый этап компоновки дал: f1=69 мм, С1=120 мм, l3=100 мм.
8.1.1 Определение нагрузок на опоры валов
Реакция опор.
В плоскости XZ
-Rx1·C1+Fвl3+Ft ·(f1+С1)=0
<
Н,>
-Rx2·C1+Fв(l3+С1)+Ft ·f1=0
<
Н,>
Проверка:
Rx2-Rx1+Ft-Fв=4109,1-5848,1+3030-1291=0.
В плоскости YZ
<
>
<
<
>
<
<
Н,>
Проверка:
Ry2-Ry1+Fr=560,1-1641,1+1081=0.
Суммарные реакции:
<
Н,>
<
Н.>
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников, по формуле [1, с 216, ф (9.9)]:
S =0,83·ePr (8.1)
S2=0,83·ePr2 =0,83·0,37·4147,1=1273,6 H,
S1=0,83·ePr1 =0,83·0,37·6074=1865,3 H.
здесь для подшипников 7207 и 7211 параметр осевого нагружения e=0,37 (табл. 2).
Осевые нагрузки подшипников.
В этом случае S1>S2, Fa>0, [1, с 217, табл. 9.21] тогда
Pa1=S1 =1865,3 H,
Pa2=S1+Fa =1865,3+216=2081,3 H.
<
Рассмотрим левый подшипник.
Отношение <
, поэтому следует учитывать осевую нагрузку.>
Эквивалентная нагрузка по формуле, [1, с 212, ф (9.3)]:
Pэ2=(X·V·Pr2+Y·Pa2)·K·КТ (8.2)
где V - коэффициент, при вращении внутреннего кольца V=1;
для заданных условий X=0,4; Y=1,565; K=КТ =1 [1, с 212, табл. 9.18-9.20];
Эквивалентная нагрузка
Рэ2=(0,4·14147,1+1,565·2081,3)11=4916,1 Н.
Расчетная долговечность (млн.об), по формуле [1, с 211, ф (9.1)]:
<
(8.3)>
где Р - показатель степени, для роликоподшипников Р=10/3.
<
млн. об.>
Расчетная долговечность (ч.)
<
(8.4)>
где n - частота вращения ведущего вала, n=250 об/мин (пункт 1.2).
<
часов.>
Рассмотрим правый подшипник.
Отношение <
Эквивалентная нагрузка по формуле:
Pэ1=V·Pr1·K·КТ (8.5)
Рэ2=6074·111=6074 Н.
Расчетная долговечность (млн.об):
<
млн. об.>
Расчетная долговечность (ч.)
<
часов.>
8.2 Ведомый вал (рисунок 5)
Из предыдущих расчетов Ft=3030 H; Fr=216 H; Fa=1081 H.
Первый этап компоновки дал f2=72 мм; С2 =14040нок 6ал. эквивалентной нагрузки осевые силы не учитываются ь, чторадиальные реакции считают приложенными к валу в точках пер мм.
8.2.1 Определение нагрузок на опоры валов
Реакция опор.
В плоскости XZ
-Rx3·(C2+f2)+Ft ·f2=0
<
Н,>
Rx4·(C1+f2)-Ft ·C2=0
<
Н,>
Проверка:
<
В плоскости YZ
<
>
<
<
>
<
<
>
<
Н,>
Проверка:
Ry3-Ry4+Fr=946,5-1162,5+216=0.
Суммарные реакции:
<
Н,>
<
Н.>
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников, по формуле (8.1):
S3=0,83·0,37·1398,2=429,4 H,
S4=0,83·0,37·2314,1=710,7 H.
Осевые нагрузки подшипников.
В этом случае
S3
S4-S3=710,7-429,4=281,3< Fa=1081 Н
[1, с 217, табл. 9.21] тогда
Pa3=S3 =429,4 H,
<
<
Так как в качестве опор ведомого вала применены одинаковые подшипники легкой серии 7211, то долговечность определим для более нагруженного правого подшипника.
Отношение <
, поэтому следует учитывать осевую нагрузку.>
Эквивалентная нагрузка:
Рэ4=(0,4·12314,1+1,565·1510,4)11=3289,4 Н.
Расчетная долговечность (млн.об):
<
млн. об.>
Расчетная долговечность (ч.)
<
часов.>
Полученные долговечности более требуемой. Подшипники приемлемы.
<
Взаимное расположение подшипников фиксируем распорной втулкой и установочной гайкой М331,5 с предохранительной шайбой. Толщину стенки втулки назначают
(0,10,15)dП (9.1)
принимаем ее равной 0,15·35=5 мм.
Подшипники размещаем в стакане, толщина стенки которого
<
(9.2)>
где, D - наружный диаметр подшипника, D=72 мм.
<
мм>
Очеркиваем всю внутреннюю стенку корпуса, сохраняя величины зазоров, принятых в первом этапе компоновки х=10 мм, y2=10 мм.
Для фиксации зубчатое колесо упирается с одной стороны в утолщение вала
66 мм, а с другой - в мазеудерживающее кольцо; участок вала 60 мм делаем короче ступицы колеса, чтобы мазеудерживающее колесо 55 мм упиралось в торец колеса, а не в буртик вала; переход вала от 60 мм к 55 мм смещен на
2-3 мм внутрь зубчатого колеса.
Наносим толщину стенки корпуса к=12 мм и определяем размеры основных элементов корпуса [1, с 240, §10.2].
Определяем глубину гнезда под подшипник
LГ 1,5·Т2 (9.3)
где Т2 - ширина подшипника 7211, Т2=23 мм.
LГ =1,5·23=34,5 мм.
<
Шпонки призматические со скругленными торцами.
Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по СТ СЭВ 189-75 [1, с 169, табл. 8.9].
Материал шпонок - сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условие прочности по формуле [1, с 170, ф (8.22)]:
<
(10.1)>
где Т - передаваемый вращающий момент, Нмм;
d - диаметр вала в месте установки шпонки;
h - высота шпонки;
t1t - глубина паза;
b - ширина шпонки.
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице []см=100120 Н/мм2, при чугунной ступице []см=5070 Н/мм2.
10.1 Ведущий вал
Проверяем шпонку под шкивом:
d=28 мм, bh=87 мм, t1=4 мм, длина шпонки l=56 мм; момент на ведущем валу , Т=ТII=103,5103Нмм2.
<
Н/мм2.>
<
Проверяем шпонку под зубчатым колесом:
d=60 мм, bh=1811 мм, t1=7 мм, длина шпонки l=56 мм; момент на ведущем валу , Т=ТIII=500103Нмм2.
<
Н/мм2.>
Условия выполняются в обоих случаях.
<
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по отнулевому (пульсирующему).
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности п для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [п]. Прочность соблюдена при п>[п].
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Материал валов - сталь 45 нормализованная; в=570 МПа.
Пределы выносливости -1=0,43570=246 МПа и -1=0,58246=142 МПа.
11.1 Ведущий вал
У ведущего вала определяем коэффициент запаса прочности сечения в месте посадки подшипника, ближайшего к колесу (Рис. 4). В этом опасном сечении действуют максимально изгибающие моменты My и Мх и крутящий момент ТZ = ТII.
Концентрация напряжений вызвана напресовкой внутреннего кольца подшипника на вал.
Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, берм с эпюры:
Мy=209,1·103 H·мм,
Mx=67,2·103 H·мм.
Суммарный изгибающий момент:
<
Нмм.>
Момент сопротивления сечения:
<
<
Нмм3.>
Амплитуда нормальных напряжений:
<
(11.2)>
<
МПа.>
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
<
(11.3)>
где <
по таблице 8.7 [1, с 166].>
<
>
Полярный момент сопротивления:
<
(11.4)>
<
мм3.>
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
<
(11.5)>
<
МПа.>
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
<
где по таблице 8.7 [1, с 166]:
<
>
коэффициент =0,1
<
>
Коэффициент запаса прочности
<
(11.7)>
<
>
11.2 Ведомый вал
У ведомого вала определим коэффициент запаса прочности в сечении под колесом (Рис. 5). В этом опасном сечении действуют максимально изгибающие моменты My и Мх и крутящий момент ТZ = ТIII.
Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, берем с эпюры:
Мy=144,1 ·103 H·мм,
Mx=132,5·103 H·мм.
Суммарный изгибающий момент:
<
Момент сопротивления сечения:
<
Нмм3.>
Амплитуда нормальных напряжений:
<
МПа.>
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
<
по таблице 8.7 [1, с 166].>
<
>
Полярный момент сопротивления:
<
мм3.>
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
<
МПа.>
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
по таблице 8.7 [1, с 166]:
<
>
коэффициент =0,1
<
>
Коэффициент запаса прочности
<
<
>
12. Подбор муфты
Исходные данные:
Вращающий момент на ведомом валу редуктора - Т=500 Нм;
Тип муфты - цепная;
Диаметр конца ведомого вала редуктора dВ2=50 мм.
В соответствии с кинематической схемой (Рис. 1) привода по
ГОСТ 20884-93 выбирается муфта цепная однорядная типа I для посадки цилиндрических валов, исполнения «2» на коротких концах валов. Принимается вращающий момент передаваемый муфтой Т=500 Нм, что равно вращающему моменту на ведомом валу редуктора
Т=500 Нм = Т2.
Диаметры посадочных отверстий в обоих полумуфтах принимаются равными d=50 мм.
Принимаем:
Муфта 500-I-50-2-УЗ ГОСТ 20884-93.
<
<
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до погружения колеса на всю длину зуба.
По табл. 10.8, [1, с 253] устанавливаем вязкость масла.
При скорости V=0,9 м/с, рекомендуемая вязкость 3410-6 м2/с.
По табл. 10.10, [1, с 253] принимаем масло индустриальное И-40А по ГОСТ 20799-75.
Подшипники смазываем пластичной смазкой, которую закладывают в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняют шприцем через прессмасленки. Сорт смазки - солидол марки УС-2 (см. табл. 9.14, [1, с 203]).
<
Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл. 10.13 [1, с 263].
Посадка зубчатого колеса на вал <
по ГОСТ 25347-82.>
Посадка шкива клиноременной перадачи на вал редуктора <
.>
Шейки валов под подшипник выполняем с отклонением вала k6. отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.
Остальные посадки назначаем, пользуясь данными табл. 10.13 [1].
15. Сборк<
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:
- на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и подшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100° С;
в ведомый вал закладывают шпонку 161056 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала;
затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают подшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок;
Регулируют тепловой зазор, подсчитанный. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
Список используемой литературы
Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для техникумов/С.А. Чернавский, Г.М., Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др. - М.: Машиностроение, 1979.
Анурьев В.И. Справочник констр<
ЗО КП 1701 000000ПЗ
13
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
12
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
11
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
10
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
9
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
8
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
7
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
6
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
ЗО КП 1701 000000ПЗ
5
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
14
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
15
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
16
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
17
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
18
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
19
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
20
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
21
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
22
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
23
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
24
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
25
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
26
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
28
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
29
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
30
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
32
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
34
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
35
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
36
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
37
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
38
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
39
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
40
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
42
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
43
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
33
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
4
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
ЗО КП 1701 000000ПЗ
41
Лист
Дата
Подпись
№ докум.
Лист
Изм.
|
|
|
|
|
Инв. № подл. |
Подпись и дата |
Взам. инв. № |
Инв. № дубл. |
Подпись и дата |
Справ. № |
Перв. примен. |
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
27
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
31
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
44
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
45
ЗО КП 1701 000000ПЗ
Перв. примен. |
Справ. № |
Подпись и дата |
Инв. № дубл. |
Взам. инв. № |
Подпись и дата |
Инв. № подл. |
|
|
|
|
|