Курсовой проект Привод общего назначения

• Название: Курсовой проект Привод общего назначения
• Дата: 06.09.2022
• Размер: 5.7 Mb.
• Имя файла: kursovoi_proekt (17).docx
• Тип: Курсовой проект; #663930
• страница: 14 из 22

5.3. Способы передачи нагрузок на валы

Для передачи вращающего моментаприменяют следующие соединения: с натягом, шлицевые, шпоночные, клеммовые, фрикционные с коническими кольцами, штифтовые, профильные.

Для передачи момента соединениями с натягом преимущественно применяют соединения по цилиндрическим поверхностям (рис. 5.4, а)как более простые в изготовлении. Конические соединения применяют для облегчения постановки на вал и снятия с него тяжелых деталей, быстрой смены деталей типа сменных шестерен, обеспечения и поддержания требуемого натяга и повышения точности центрирования деталей. Преиму­щественно конические соединения применяют на концевых участках валов, которые выполняют с конусностью 1:10 (угол конуса 5°43'29"). Осевую силу создают гайкой (рис. 5.4, б)или винтом и торцовой шайбой (рис. 5.4, в).

Рис. 5.4. Способы передачи вращающего момента соединением с натягом: а – цилиндрическим; б – коническим с гайкой; в – коническим с винтом и торцовой шайбой

Радиальные силыпередают либо непосредственным контактом ступицы, насаженной на вал (наиболее распространенный случай), либо через подшипники (шатунные шейки коленчатых валов).

Осевые силы передают следующими способами:

значительные – упором деталей в уступы (бортики) на валу (рис. 5.5, а), посадкой деталей или установочных колец с натягом;

средние – гайками (рис. 5.5, б), пружинными плоскими упорными кольцами (рис. 5.5, в);

легкие – пружинными кольцами, стопорными винтами.

Рис. 5.5. Средства восприятия осевых нагрузок и осевого крепления деталей на валах: а – упор в уступ; б – гайка; в – пружинные кольца

Как было сказано, для осевой фиксации деталей на валу широко используют упор в бортик вала. Если бортик мал или отсутствует, то создают искусственный бортик (рис. 5.6, а–в).

Рис. 5.6. Средства создания искусственных бортиков на валах: а – кольцо; б – пружинное кольцо; в – пружинное и гладкое кольца

5.4. Способы передачи нагрузок с вала на корпус

Обычно вал устанавливают на двух опорах, чаще всего на подшипниках качения. Цапфы валов для подшипников качениявыполняют цилиндрическими небольшой длиной (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Цапфы валов для подшипников качения: а – цилиндрическая с заплечиком без дополнительного крепления; б – с резьбой и круглой шлицевой гайкой; в – с винтом и торцевой шайбой; г – с пружинным кольцом; д – с винтом и центрируемой шайбой

Подшипники с коническим отверстием устанавливают или непосредственно на коническую цапфу, или на цилиндрическую при помощи закрепительных или стяжных втулок. Конусность конического отверстия подшипника – 1:12 или 1:30. Подшипники с коническим отверстием, устанавливаемые непосредственно на коническую цапфу, обычно закрепляют гайками, для чего изготовляют на валу резьбу. Конические цапфы позволяют регулировать зазоры в подшипниках вследствие упругого деформирования внутренних колец при их осевом перемещении.

Цапфы шлифуют, предусматривая перед заплечиком канавку для выхода шлифовального круга. При высокой напряженности вала переходную поверхность выполняют галтелями различной конфигурации.

5.5. Силы, действующие на валы

Основными нагрузками на валы являются силы от передач. Силы на валы передают через насаженные на них детали: зубчатые или червячные колеса, шкивы, звездочки, полумуфты. Точные значения сил, действующих на валы со стороны передач (зубчатых, червячных, ременных, цепных и др.), вычисляют при расчете этих передач. Для приближенной оценки сил, нагружающих валы, можно использовать приводимые ниже зависимости.

Силы взаимодействия между зубьями сцепляющихся колес или между зубьями червячных колес и витками червяка представлены тремя взаимно перпендикулярными составляющими F_t, F_r и F_a (рис. 5.8).

Окружная сила F_t направлена по касательным к начальным окружностям зубчатых колес, радиальная сила F_r – по радиусу к центру колеса, осевая сила F_a – параллельно оси вала. Индексы определяют направление сил, например, F_t21 означает, что окружная сила действует со стороны зуба второго колеса на зуб первого. Будем считать, что окружная сила, действующая от зуба шестерни на зуб колеса, F_t12 = F_t21 (см. рис. 5.8, в, г), т. е. будем пренебрегать трением. Аналогично F_r12 = F_r21 и F_a12 = F_a21.

Рис. 5.8. Силы, действующие на валы

Силы в червячном зацеплении (рис. 5.8, д)

Для определения нагрузок на валы червячной передачи определяют силы, действующие в зацеплении червяка с колесом:

• 
  окружные, кН:
  

• 
  радиальные, кН:
  

;

• 
  осевые, кН:
  

где и – делительные диаметры червяка и червячного колеса;

– осевой угол профиля винта: ;

– делительный угол подъема линии витка;

p_z1 – ход витка.

Трением в червячной передаче пренебрегать не следует. Поэтому:



где Т₁, Т₂ – вращающие моменты на ведущем и ведомом соответственно, Н∙м;

U – передаточное число;

– КПД передачи ( ).

При ведущем червяке направление вектора силы F_t12совпадает с направлением вращения колеса, а вектор силы F_r21 направлен в сторону, противоположную вращению червяка.

Векторы осевых сил F_t1 и F_a2параллельны оси червяка и оси червячного колеса соответственно. Векторы радиальных сил F_r21и F_r12направлены к оси червяка и к оси червячного колеса соответственно.
Силы в передачах гибкой связью

В проектируемых приводах конструируются открытые ременные и цепные передачи, определяющие консольную нагрузку на выходные концы валов.

Цепные передачи

Нагрузка на вал от натяжения цепной передачи несколько больше окружной силы из-за дополнительного натяжения от собственного веса:

F_B = k_B ∙ F_t,

где k_B – коэффициент нагружения вала (для горизонтальной передачи и при угле наклона передачи менее 40° коэффициент k_B = 1,15; при угле наклона передачи более 40° и для вертикальной передачи k_B = 1,05);

F_t – сила, передаваемая цепью, кН:

Т₁ – момент на ведущей звездочке, Н∙м;

– диаметр делительной окружности ведущей звездочки, мм.

Приближенно можно считать, что сила F_B направлена по линии центров звездочек.
Ременные передачи

Изгибающая вал сила от натяжения ременной передачи:



где F₀ – сила первоначального натяжения, кН;

– угол обхвата малого шкива.

Для клиновых ремней силу F_B определяют по формуле:



где F₀ – сила первоначального натяжения, кН.

Можно считать, что сила F_B направлена по линии центров шкивов.