Детали машин_Колесникова. Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Механика 4 Вариант к студент

• Название: Курсовая работа (курсовой проект) по учебному курсу Механика 4 Вариант к студент
• Дата: 24.02.2023
• Размер: 1.87 Mb.
• Имя файла: Детали машин_Колесникова.doc
• Тип: Курсовая; #952455
• страница: 7 из 7

Подбор и расчет шпоночных соединений

Рисунок 12 – Конструктивные размеры шпонки призматической

Принимая материал шпонки сталь 45 с пределом текучести σ_т = 350 МПа, а допускаемый коэффициент запаса прочности [S] = 2,5 (нагрузка постоянная реверсивная), определим допускаемое напряжение:

[σ_см] = σ_т /[S],

где σ_т - предел текучести, МПа;

[S] – допускаемый коэффициент запаса прочности.

Принимаем σ_т = 350 МПа и [S] = 2,5, находим формулу:

[σ_см] = 350 /2,5 = 140 МПа

Место установки	Диаметр участка вала d	Сечение шпонки		Глубина паза		Длина шпонки l
		b	h	Вала t1	Ступицы t1
Шпоночный паз быстроходного вала под шкив	35 мм	10	8	5.0	3.3	35
Шпоночный паз тихоходного вала под колесо	75 мм	22	14	9.0	5.4	75
Шпоночный паз под полумуфту тихоходного вала	60 мм	18	11	7.0	4.4	60

Расчёт шпонки 10×8×35 ГОСТ 23360-78

Проверяем соединение на смятие:

σ_см = 2∙Т₃/(d∙(h - t₁)∙l,

где Т₃– моменту на валу, Н∙м;

d – диаметр участка вала, мм;

h – высота сечения шпонки, мм;

t₁ – глубина паза вала, мм;

l – длина шпонки, мм.

Принимаем Т₃ = 141 Н∙м, d = 35 мм, h = 8 мм, t₁ = 5,0 мм, l = 25 мм, находим формулу:

σ_см = 2∙141∙10³/(35∙(8 – 5,0)∙35 = 76,7 МПа

σ_см ≤ [σ_см];

76,7 МПа ≤ 140 МПа

условие выполняется.

Проверяем соединение на срез:

τ_ср = 2∙Т₃/d∙A_ср, ≤ [τ_ср]

где Т₃ – моменту на валу, Н∙м;

d – диаметр участка вала, мм;

A_ср – площадь среза, мм².

A_ср = b∙l,

b - ширина сечения шпонки, мм;

l – длина шпонки, мм.

Принимаем b = 10 мм и l = 35 мм, находим формулу:

A_ср = 10∙35 = 350 мм²

Теперь рассчитываем формулу, принимая Т₃ = 141 Н∙м, d = 35 мм, A_ср = 350 мм²:

τ_ср = 2∙141∙10³/35∙350 = 23,0 МПа

τ_ср ≤ [τ_ср];

23,0 МПа ≤ 60 МПа,

следовательно, прочность на срез обеспечена.

Расчёт шпонки 22×14×75 ГОСТ 23360-78

Проверяем соединение на смятие:

σ_см = 2∙Т₃/(d∙(h - t₁)∙l,

где Т₃– моменту на валу, Н∙м;

d – диаметр участка вала, мм;

h – высота сечения шпонки, мм;

t₁ – глубина паза вала, мм;

l – длина шпонки, мм.

Принимаем Т₃ = 1048 Н∙м, d = 75 мм, h = 14 мм, t₁ = 9.0 мм, l = 75 мм, находим формулу:

σ_см = 2∙1048∙10³/(75∙(14 – 9.0)∙75 = 74,5 МПа

σ_см ≤ [σ_см];

74,5 МПа ≤ 140 МПа

условие выполняется.

Проверяем соединение на срез:

τ_ср = 2∙Т₃/d∙A_ср, ≤ [τ_ср]

где Т₃ – моменту на валу, Н∙м;

d – диаметр участка вала, мм;

A_ср – площадь среза, мм².

A_ср = b∙l,

b - ширина сечения шпонки, мм;

l – длина шпонки, мм.

Принимаем b = 22 мм и l = 75 мм, находим формулу:

A_ср = 22∙75 = 1650 мм²

Теперь рассчитываем формулу, принимая Т₃ = 1048 Н∙м, d = 75 мм, A_ср = 1650 мм²:

τ_ср = 2∙1048∙10³/75∙1650 = 16,9 МПа

τ_ср ≤ [τ_ср];

16,9 МПа ≤ 60 МПа,

следовательно, прочность на срез обеспечена.

Расчёт шпонки 18×11×70 ГОСТ 23360-78

Проверяем соединение на смятие:

σ_см = 2∙Т₃/(d∙(h - t₁)∙l,

где Т₃– моменту на валу, Н∙м;

d – диаметр участка вала, мм;

h – высота сечения шпонки, мм;

t₁ – глубина паза вала, мм;

l – длина шпонки, мм.

Принимаем Т₃ = 1048 Н∙м, d = 60 мм, h = 11 мм, t₁ = 7,0 мм, l = 70 мм, находим формулу:

σ_см = 2∙1048∙10³/(60∙(11.0 – 7,0)∙70 = 124.8 МПа

σ_см ≤ [σ_см];

124.8 МПа ≤ 140 МПа

условие выполняется.

Проверяем соединение на срез:

τ_ср = 2∙Т₃/d∙A_ср, ≤ [τ_ср]

где Т₃ – моменту на валу, Н∙м;

d – диаметр участка вала, мм;

A_ср – площадь среза, мм².

A_ср = b∙l,

b - ширина сечения шпонки, мм;

l – длина шпонки, мм.

Принимаем b = 18 мм и l = 70 мм, находим формулу:

A_ср = 18∙70 = 1260 мм²

Теперь рассчитываем формулу, принимая Т₃ = 1048 Н∙м, d = 60 мм, A_ср = 1260 мм²:

τ_ср = 2∙1048∙10³/60∙1260 = 27.7 МПа

τ_ср ≤ [τ_ср];

27.7 МПа ≤ 60 МПа,

следовательно, прочность на срез обеспечена.

Для редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием). Этот способ применяют для зубчатых передач при окружных скоростях от 0,3 до 12,5 м/с.

Выбор сорта масла: Па; м/с. Выбираем сорт масла И-Г-С-100.

Количество масла для одноступенчатых редукторов при смазывании окунанием объем масляной ванны определяется из расчета 0,4…0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности:

Уровень масла: в редукторах должны быть полностью погружены в масляную ванну зубья конического колеса или шестерни.

Слив масла: масло, налитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой.

Смазывание подшипников: при смазывании зубчатых колес окунанием подшипники качения обычно смазывают из картера в результате разбрызгивания масла колесами, образования масляного тумана и растекания масла по валам.

Рассчитываю объём масла, необходимого для смазывания передачи

10. Точность изготовления деталей машин

Единая система допусков и посадок – ЕСДП регламентирована стандартами СЭВ и в основном соответствует требованиям Международной организации по стандартизации – ИСО.

Посадки основных деталей передач.

- зубчатые колеса на валы при тяжелых ударных нагрузках.

- зубчатые колеса и зубчатые муфты на валы.

- зубчатые колеса при частом демонтаже; шестерни на валах электродвигателей; муфты; мазеудерживающие кольца.

- стаканы под подшипники качения в корпус; распорные втулки.

- муфты при тяжелых ударных нагрузках.

- распорные кольца; сальники.

Отклонение вала k6 – внутренние кольца подшипников на валы.

Отклонение отверстия H7 – наружные кольца подшипников качения в корпусе.

Для подшипников качения указаны отклонения валов и отверстий, а не обозначение полей допусков соединений, потому что подшипники являются готовыми изделиями, идущими на сборку без дополнительной обработки.

Назначение параметров шероховатости поверхностей деталей машин.

- Поверхности отверстий из-под сверла, зенковок, фасок. Нерабочие поверхности. Посадочные нетрущиеся поверхности изделий не выше 12-го квалитета.

- Точно прилегающие поверхности. Отверстия после черновой развертки. Поверхности под шабрение. Посадочные нетрущиеся поверхности изделий не выше 8-го квалитета.

- Отверстия в неподвижных соединениях всех квалитетов точности. Отверстия в трущихся соединениях 11-го и 12-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 8-й и 9-й степени точности.

- Отверстия в трущихся соединениях 6-8-го квалитетов. Отверстия под подшипники качения. Поверхности валов в трущихся соединениях 11-го и 12-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 7-й степени точности.

- Поверхности валов в трущихся соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 7-й и 6-й степеней точности.

- Поверхности валов в трущихся соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых колес 7-й и 6-й степеней точности для более ответственных поверхностей. Поверхности валов под подшипники качения.

- Весьма ответственные трущиеся поверхности валов либо других охватываемых деталей.

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:

• 
  устанавливают первый вал и подшипники;
  
• 
  на второй вал насаживают подшипники, предварительно нагретые до температуры 80-100 ⁰С, закладывают шпонку.
  

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 ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают уплотнения. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки руками.

Далее на свободные концы валов устанавливают полумуфту и закрепляют ее.

Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.

Заключение

При выполнении курсового проекта по “Деталям машин” были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения в таких дисциплинах как: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение. В ходе решения поставленной передо мной задачей, была освоена методика выбора элементов привода, получены навыки проектирования, позволяющие обеспечить необходимый технический уровень, надежность и долгий срок службы механизма.

Опыт и навыки, полученные в ходе выполнения курсового проекта, будут востребованы при выполнении, как курсовых проектов, так и дипломного проекта. Можно отметить, что спроектированный редуктор обладает хорошими свойствами по всем показателям. По результатам расчета на контактную выносливость действующие напряжения в зацеплении меньше допускаемых напряжений. По результатам расчета по напряжениям изгиба действующие напряжения изгиба меньше допускаемых напряжений. Расчет вала показал, что запас прочности больше допускаемого. Необходимая динамическая грузоподъемность подшипников качения меньше паспортной. При расчете был выбран электродвигатель, который удовлетворяет заданные требования.

Список литературы

1. 
   Анурьев В. И. – Справочник конструктора-машиностроителя. В 3 т. / В. И. Анурьев. – М.: Машиностоение, 2001.
   
2. 
   Курмаз Л. В. Детали машин. Проектирование: справочное методическое пособие/Л. В. Курмаз, А. Т. Скойбеда. – М.: Высш. шк., 2004.
   
3. 
   Детали машин. Атлас конструкций: учеб. пособие для машиностроительных вузов/В. Н. Беляев- М.: Машиностроение, 1979.
   
4. 
   Дунаев П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – М.: Высш. шк., 1984.
   
5. 
   Дунаев П.Ф. Конструирование узлов деталей машин/ П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов. – М.: Высш. шк., 1985.
   
6. 
   Иванов М.Н. Детали машин. / М.Н. Иванов– М.: Высш. шк., 1985.
   
7. 
   Курсовое проектирование деталей машин/В.Н. Кудрявцев –Л.: Машиностроение, 1984.
   
8. 
   Курсовое проектирование деталей машин/С.А. Чернавский - М.: Машиностоение, 1988.
   
9. 
   Проектирование открытых цепных передач/А.А.Петрик- Краснодар, 2002.
   
10. 
    Проектирование механических передач/ С.А. Чернавский - М.: Машиностоение, 1984.
    
11. 
    Прямозубые конические передачи: справочник/ Под ред. А.А. Часовникова. - М.: Машиностоение, 1982.
    
12. 
    Расчет и конструирование валов редукторов: метод. указания/С.А. каштанов- Н.Новгород, 2001.
    
13. 
    Решетов Д.Н. Детали машин/ Д.Н. Решетов. - М.: Машиностоение, 1989.
    
14. 
    Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин/ А.Е. Шейнблит.-Калининград: Янтар. сказ., 2003.
    
15. 
    Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения/ А.И. Якушев. - М.: Машиностоение, 1987.