Курсовая редуктор двухступенчатый (детали машин). Курсовая редуктор двухступенчатый. Курсовой проект по дисциплине Тема

• Название: Курсовой проект по дисциплине Тема
• Анкор: Курсовая редуктор двухступенчатый (детали машин
• Дата: 27.04.2023
• Размер: 2.32 Mb.
• Имя файла: Курсовая редуктор двухступенчатый.docx
• Тип: Курсовой проект; #1094112
• страница: 3 из 3

5 . Расчет элементов (крышки, основания) корпуса редуктора
Толщина стенок корпуса

мм

мм

Принимаем

мм

Толщина стенок крышки корпуса

мм

Толщина фланца корпуса

мм

Толщина фланца крышки корпуса

мм

Диаметр фундаментных болтов

мм

Принимаем болты М16

Ширина нижнего пояса основания корпуса

мм

Принимаем

мм

Конструктивные размеры крышки подшипника ведущего вала

По значению D =62 мм - диаметр отверстия в корпусе под подшипник - выбираем следующие данные:

- толщина стенки h₁ = 8 мм

- диаметр болтов d = 8 мм

- число болтов z = 4

Диаметр расположения отверстий:

D₁ = D + 2,5 d = 62 + 13 = 75 мм
Д иаметр крышки:

D₂ = D₁ + 2,0 d = 75 + 15= 90 мм.
Конструктивные размеры крышки подшипников промежуточного вала

По значению D =72 мм - диаметр отверстия в корпусе под подшипник - выбираем следующие данные:

- толщина стенки h₁ = 8 мм

- диаметр болтов d = 8 мм

- число болтов z = 4

Диаметр расположения отверстий:

D₁ = D + 2,5 d = 72 + 18 = 90 мм

Д иаметр крышки:

D₂ = D₁ + 2,0 d = 90 + 20= 110 мм.
Конструктивные размеры крышки подшипников тихоходного вала

По значению D =85 мм - диаметр отверстия в корпусе под подшипник - выбираем следующие данные:

- толщина стенки h₁ = 8 мм

- диаметр болтов d = 8 мм

- число болтов z = 4

Диаметр расположения отверстий:

D₁ = D + 2,5 d = 85 + 19 = 104 мм

Д иаметр крышки:

D₂ = D₁ + 2,0 d = 104 + 16= 120 мм.

Конструктивные размеры крышки подшипников промежуточного и тихоходного валов

6. Расчет валов редуктора с подбором подшипников по расчетной долговечности или динамической грузоподъемности

6.1 Ведущий вал

а) XOZ:

Н;



Н;

б) YOZ:



Н;

Н;

Быстроходный вал-шестерня.

Изгибающий момент:

а) XOZ:

сечение C: 0

сечение A: Н м;

сечение B: 0;

сечение D: 0

б) YOZ:

сечение C: 0;

сечение A: Н м;

сечение B: Н м;

сечение D: Н м;

Крутящий момент Т=31,5 Н м.



Рисунок 2 Эпюра изгибающих моментов

Быстроходный вал-шестерня.

Наиболее нагруженное сечение D.

Суммарный изгибающий момент:

Н м.

Эквивалентный момент:

Н м.

Диаметр вала:

мм.

Ранее принятое значение d_п=30 мм. Это больше, чем требуется по расчету. Прочность по напряжениям изгиба обеспечена.

Проверочный расчет подшипников качения быстроходного вала

Основные размеры (ГОСТ 27365-87):

Для быстроходного вал-шестерня – легкая серия 206, d=30 мм, D=62 мм, B=16 мм, r=1,5 мм, С=19,5 кН, Со=10 кН.
Определяем суммарные реакции в опорах

Н;

Н.

Принимаем для заданного случая К_к = 1 - коэффициент, зависящий от того, какое кольцо вращается (вращается внутреннее кольцо подшипника);  - коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (примем  ) ;  = 1 - температурный коэффициент (при  .

Эквивалентная нагрузка для радиальных шарикоподшипников при отсутствии осевой нагрузки

 .

Определяем значение эквивалентной нагрузки для наиболее нагруженного подшипника

Н.
Определяем динамическую грузоподъемность



где коэффициент долговечности в функции необходимой надежности;

обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации;

- требуемая долговечность подшипника ( ч);

p- показатель степени ( для шариковых подшипников р=3);

кН.

У словие кН выполняется.

Определяем действительную долговечность подшипника(в часах):





Действительная долговечность подшипника оказалась больше принятой , следовательно, работоспособность подшипника обеспечена.


6.2 Промежуточный вал

а) XOZ:









б) YOZ:



Н;



Н;

Промежуточный вал.

Изгибающий момент:

а) XOZ:

сечение A: 0;

сечение C: Н м;

сечение D: Н м;

сечение B: Н м;

б) YOZ:

сечение A: ;

сечение C: 0;

сечение D: Н м;

с ечение B: ;

Крутящий момент Т=135 Н м.



Рисунок 3 Эпюра изгибающих моментов

П ромежуточный вал.

Наиболее нагруженное сечение D.

Суммарный изгибающий момент:

Н м.

Эквивалентный момент:

Н м.

Диаметр вала:

мм.

Ранее принятое значение d_п=35 мм. Это больше, чем требуется по расчету. Прочность по напряжениям изгиба обеспечена.

Проверочный расчет подшипников качения промежуточного вала

Для промежуточного вала - легкая серия, 207, d=35 мм, D=72 мм, B=17 мм, r=2 мм, С=25,2 кН, Со=17,8 кН.
Определяем суммарные реакции в опорах

Н;

Н.

Принимаем для заданного случая К_к = 1 - коэффициент, зависящий от того, какое кольцо вращается (вращается внутреннее кольцо подшипника);  - коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (примем  ) ;  = 1 - температурный коэффициент (при  .

Эквивалентная нагрузка для радиальных шарикоподшипников при отсутствии осевой нагрузки

 .

Определяем значение эквивалентной нагрузки для наиболее нагруженного подшипника

Н.

Определяем динамическую грузоподъемность



г де коэффициент долговечности в функции необходимой надежности;

обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации;

- требуемая долговечность подшипника ( ч);

p- показатель степени ( для шариковых подшипников р=3);

кН.

Условие кН выполняется.

Определяем действительную долговечность подшипника(в часах):





Действительная долговечность подшипника оказалась больше принятой , следовательно, работоспособность подшипника обеспечена.


6.3 Тихоходный вал:

а) XOZ:



Н;



Н;

б) YOZ:



Н;



Н

С троим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскости и эпюру крутящего момента.

Тихоходный вал.

Изгибающий момент:

а) XOZ:

сечение A: 0

сечение C: Н м;

сечение B: Н м;

сечение D: 0;

б) YOZ:

сечение A: 0

сечение C: Н м;

сечение B: 0

сечение D: 0;

Крутящий момент Т=363 Н м.



Рисунок 4 Эпюра изгибающих моментов

Определяем суммарный изгибающий, эквивалентный моменты и диаметр в наиболее нагруженном сечении.

Тихоходный вал.

Наиболее нагруженное сечение С.

Суммарный изгибающий момент:

Н м.

Эквивалентный момент:

Н м.

Диаметр вала:

мм.

Ранее принятое значение d_п=45 мм. Это больше, чем требуется по расчету. Прочность по напряжениям изгиба обеспечена.
П роверочный расчет подшипников качения тихоходного вала

Для тихоходного вала - легкая серия, 209, d=45 мм, D=85 мм, B=19 мм, r=2 мм, С=33,2 кН, Со=18,6 кН.
Определяем суммарные реакции в опорах

Н;

Н.

Принимаем для заданного случая К_к = 1 - коэффициент, зависящий от того, какое кольцо вращается (вращается внутреннее кольцо подшипника);  -

коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (примем

 ) ;  = 1 - температурный коэффициент (при  .

Эквивалентная нагрузка для радиальных шарикоподшипников при отсутствии осевой нагрузки

 .

Определяем значение эквивалентной нагрузки для наиболее нагруженного подшипника

Н.

Определяем динамическую грузоподъемность



где коэффициент долговечности в функции необходимой надежности;

обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации;

- требуемая долговечность подшипника ( ч);

p- показатель степени ( для шариковых подшипников р=3);

кН.

Условие кН выполняется.

Определяем действительную долговечность подшипника(в часах):





Действительная долговечность подшипника оказалась больше принятой , следовательно, работоспособность подшипника обеспечена.


7. Расчет соединений шпоночных или шлицевых с подбором посадок
Муфта на быстроходном валу.
Для данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=31 Н·м; d - диаметр вала, d=24 мм; h - высота шпонки, h=6 мм; b - ширина шпонки, b=6; l_раб – рабочая длина шпонки, l_раб=l-b=40-6=34 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=3,5 мм. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.
Колесо прямозубой цилиндрической передачи.

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=135 Н м; d - диаметр вала, d=42 мм; h - высота шпонки, h=8мм; b - ширина шпонки, b=12; l_раб – рабочая длина шпонки, l_раб=l-b=56-12=44 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=5 мм. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.
Колесо прямозубой цилиндрической передачи.
Для данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=363 Н м; d - диаметр вала, d=52 мм; h - высота шпонки, h=9мм; b - ширина шпонки, b=14; l_раб – рабочая длина шпонки, l_раб=l-b=76-14=62 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=5,5 мм. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.
Звездочка на тихоходном валу.
Д ля данного элемента подбираем шпонку призматическую. Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле:



Мпа

где Т - момент на валу, T=363Н м; d - диаметр вала, d=38 мм; h - высота шпонки, h=10 мм; b - ширина шпонки, b=12; l_раб – рабочая длина шпонки, l_раб=l-b=62-12=50 мм, t₁ - глубина паза вала, t₁.=6 мм. Допускаемые напряжения смятия [σсм] = 100 МПа. Условия прочности выполнены.


Т аблица 2. Посадки

Сопряжение	Условное обозначение по ГОСТ
Внутреннее кольцо подшипника на вал	k6
Наружное кольцо подшипника в корпус (или в стакан)	H7
Зубчатое колесо на валу	H7/s6
Шкивы и звездочки	H7/k6
Крышки подшипников в корпус (или в стакан)	H7/h8H7/d11
Полумуфта на валу	H7/k6
Шпоночная канавка в ступице по ширине	JS9

8 . Выбор схем смазки
Для уменьшения потерь мощности на трение и снижение интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную смазку. Масло заливают так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю часть корпуса. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Объем масла заливаемого в масляную ванну

V = 0,6N =0,6∙2,72=1,63 дм³

где N - мощность, передаваемая редуктором.

Рекомендуемая кинематическая вязкость масла (т. 11.1с. 200 [2])

V_s = 2,14 м/с; = 158 МПа

Марка масла И-Т-Д-220 (т. 11.2. с. 200 [2]).

Смазка подшипников происходит тем же маслом, что и детали передач.

9. Уточненный расчет вала выходного (ведомого)

Для опасного сечения вала по формуле определяем коэффи­циент запаса усталостной прочности S и сравниваем его с до­пускаемым значением [S], принимаемым обычно 1,5...2,5.



где S_σ — коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:



где σ_-1 — предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; σ_-1 = 250 МПа принимается по таблице 1 (см. с. 8);

k_σ— эффективный коэффициент концентрации нормальных

напряжений;

β— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; при R_А=0,32...2,5 мкм принимают β= 0,97...0,90;

ε_σ — масштабный фактор для нормальных напряжений; отношение k_σ/ε_σ = 2,50 (см. табл. 8, с. 32);

σ_а— амплитуда цикла нормальных напряжений, МПа:

МПа,

где W— момент сопротивления при изгибе, мм³; для сплошного круглого сечения диаметром d

;

ψ_σ — коэффициент, характеризующий чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения; ψ_σ = 0,2 для углеродистых сталей, ψ_σ = 0,25...0,3 для легированных сталей;

σ_m — среднее напряжение цикла нормальных напряжений, МПа; если осевая сила F_ана вал отсутствует или пренебрежимо мала, то σ_m = 0;

S _τ — коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:



где τ_-1 — предел выносливости стали при симметричном цикле;

τ_-1 =0,58 σ_-1 , τ_-1=150 МПа;

k_τ — эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений;

β— коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности; при R_А=0,32...2,5 мкм принимают β= 0,97...0,90;

ε_τ — масштабный фактор для касательных напряжений; отношение k_τ/ε_τ =0,6 k_σ/ε_σ+0,4=0,6*2,50 + 0,4 = 1,90 (см. табл. 8, с. 32);

ψ_τ — коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения; ψ_τ = 0,1 для всех сталей;

τ_аи σ_т— амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений, МПа:

Мпа,

где W_к— момент сопротивления при кручении, мм³; для сплошного круглого сечения диаметром d

.

Подставляя полученные значения, получаем

,

.

Расчетный коэффициент усталостной прочности вала в опасном сечении

.

С опротивление усталости вала в опасном сечении обеспечивается.

10. Разработка конструкции рамы привода
При монтаже приводов следует соблюдать определенные требования точности положения одной сборочной единицы относительно другой, например, электродвигателя и редуктора.

Для обеспечения этого требования механизмы привода устанавливают на сварные рамы или литые плиты.

Р амы выполняют сварными из листовой стали и профильного проката (уголков, швеллеров).

При выполнении сварных рам из швеллеров учитывают, что для удобства постановки болтов, эти швеллеры надо установить полками наружу. На внутреннюю поверхность полки накладывают косые шайбы или наваривают косые накладки, которые выравнивают опорную поверхность под головки болтов.

Опорные поверхности – платики, на которые устанавливают редукторы и электродвигатели, создаются привариванием узких полосок стали высотой 5…6 мм.

Так, как рама при сварке коробится, то все базовые (опорные) поверхности, на которые устанавливают механизмы привода, обрабатывают после сварки.

Л итые плиты дороже сварных рам, потому они меньше распространены.

Сборочные единицы крепят к плите болтами.

Конфигурация и размеры рамы зависят от типа и размеров редуктора и эл.дв.

Расстояние между ними зависит от подобранной соединительной муфты.

Крепление рамы к полу цеха ведут фундаментными болтами.

11. Описание процесса сборки, разборки регулировки редуктора и привода
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают масляной краской.

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

На ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники предварительно нагретые в масле до 80...100 ⁰C.

На ведомый и промежуточный валы закладывают шпонки и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала, затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле. Собранные валы закладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, предварительно покрыв поверхность 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 распорные кольца, в подшипниковые камеры крышки закладывают солидол, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки укладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом.

Затем проверяется проворачивание валов, отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами. Потом ввертывают пробку масло спускного отверстия с прокладкой и устанавливают маслоуказатель.

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

С обранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями эксплуатации.
1 2. Техника безопасности
Во время монтажа и в период эксплуатации редукторной установки необходимо:

Предусмотреть надежное крепление электродвигателя и редуктора к раме и рамы к фундаменту.

Вращающиеся детали (входные и выходные концы валов, муфты) должны иметь защитный кожух.

Ременные, цепные, открытые зубчатые передачи должны быть ограждены (кожухом из листового металла или мелкой металлической сеткой).

Электрические провода должны иметь защитный экран (пропущены через трубку).

Концы проводов (подвод к электродвигателю) должны быть изолированы и закрыты крышкой.

Установка должна быть заземлена.

Рама после слесарной обработки и сварки не должна иметь заусенцев.

Проводить осмотр зацепления, регулировки, устранение неисправностей и сборочно-разборочные работы необходимо только при выключенном электродвигателе.

При работе не прикасаться к вращающимся деталям. Техническое обслуживание производить при полной остановке электродвигателя.

Регулярно контролировать уровень масла в редукторе.

Не допускать к работе лиц, которые не прошли инструктаж по технике безопасности и обслуживанию редукторной установки.

При обслуживании, монтаже и демонтаже пользоваться только исправными инструментами.

Список использованной литературы

1 . Санюкевич Ф. М., С18 Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие- 2-е изд., испр. и доп.- Брест: БГТУ, 2004.- 488 с.

2. Дунаев П.Ф. ,Леликов О.П. 'Конструирование узлов и деталей машин', Москва.: Издательский центр 'Академия', 2004. 496 c.

3. Агейчик, В.А. Основы конструирования деталей машин : пособие / В.А. Агейчик – Минск : БГАТУ, 2009. – 268 с.

4. Курмаз Л. В., Скойбеда А. Т, Детали машин. Проектирование: учебн. пособие – 2-е изд., испр. И доп. – Минск УП ”Технопринт”, 2006. – 296 с