курсовой проект ДМ1. Пояснительная записка пцк 1204. 01. 00. 00. 000 Пз (вариант 28 ) студент Тарабров Н. Б. гр. Млк31з
 Скачать 4.24 Mb.
|
|
5.3. Силовая схема нагружения валов редуктора Силовая схема нагружения валов позволяет определить направление сил в зацеплении редукторной пары, консольных сил со стороны открытых передач и муфты, реакций в подшипниках, а также направление вращающих моментов и угловых скоростей валов. В дальнейшем силовая схема упрощает составление расчетных схем валов редуктора для определения реакций в опорах, построения эпюр изгибающих и крутящих моментов и проведения проверочных расчетов подшипников качения и валов на прочность.   Рисунок 5.1 – Силовая схема нагружения валов червячного редуктора 6 Разработка чертежа общего вида редуктора6.1 Общие положения Разработка чертежа общего вида редуктора начинается с предварительного расчета валов редуктора на прочность (определяются предварительные размеры диаметров и длин участков вала); выбора типоразмера подшипника. Валы редуктора испытывают сложное сопротивление: деформации изгиба и кручения. На данном этапе проектирования неизвестны длины участков вала (невозможно учесть деформацию изгиба при расчете на прочность), виды и расположение концентраторов напряжения. Поэтому на данном этапе проектирования проводится предварительный расчет на статическую прочность валов редуктора только с учетом деформации кручения, который является условным (приближенным). Деформацию изгиба косвенно учитывают занижением допускаемых касательных напряжений  . Допускаемые касательные напряжения принимают  МПа: меньшие значения – обычно для быстроходных валов, а большие значения – для тихоходных.Заканчивается данный раздел разработкой эскизной компоновки редуктора, которая позволяет составить расчетные схемы валов и провести уточненный расчет на прочность, а также проверить правильность выбора подшипников по динамической грузоподъемности. 6.2 Выбор типа подшипников Червячные колеса должны быть точно и жестко зафиксированы в осевом направлении. Шариковые радиальные подшипники обладают малой осевой жесткостью. Поэтому в силовых передачах для опор валов червячных колес применяют конические роликовые подшипники. Первоначально выбирают подшипники легкой серии. Опоры вала-червяка в силовых передачах нагружены значительными осевыми силами. Поэтому в качестве опор вала-червяка применяют в основном конические роликовые подшипники. При длительной непрерывной работе червячной передачи для снижения тепловыделения в качестве опор применяют шариковые радиально-упорные подшипники. Первоначально выбирают подшипники средней серии. В соответствии с приведенными выше рекомендациями выбираем для быстроходного вала подшипник роликовый конический типа 7000 средней серии, а для тихоходного вала подшипник роликовый конический типа 7000 легкой серии [1, таблица К29, с. 436-438]. 6.3 Выбор материала валов В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала.  В качестве материала валов редуктора выбираем сталь 40Х, которая имеет следующие механические характеристики (таблица 3.2) [1, с. 53]: термообработка – улучшение; твердость – не менее 200 HB; предел текучести  Н/мм2, предел прочности  Н/мм2; предел выносливости при симметричном цикле нагружения  Н/мм2.6.4 Определение геометрических параметров ступеней валов Вал редуктора представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступней которого зависят от количества и размеров насаженных на вал деталей (см. рисунки 6.1 и 6.3). Диаметры  ступеней валов (см. рисунок 7.1) [1, с. 114] определяют в соответствии с рекомендациями, изложенными в [1, с. 112 – 113]. Длины  ступеней (участков) валов определяются из построения эскизной компоновки редуктора, или предварительно по рекомендациям, приведенными в таблице 7.1 [2, с. 112 – 113].6.4.1 Быстроходный вал редуктора 1) Определяем размеры выходного конца быстроходного вала редуктора. Диаметр участка вала  (рисунок 6.1), мм, определяем по формуле ,где  – крутящий момент на быстроходном валу редуктора, Н·м (см.таблицу 1);  – допускаемое касательное напряжение, МПа (см. подраздел 6.1). .Принимаем  Длину выходного конца вала находим по таблице 7.1 [1, с. 112]:   Рисунок 6.1 – Конструкция быстроходного вала редуктора 2) Определяем размеры 2-й ступени вала под уплотнение крышки с отверстием и подшипник. Диаметр 2-й ступени вала  , мм, определяем по формуле ,где  – высота буртика, мм; выбирается в зависимости от диаметра по таблице 7.1 [1, с. 113];  мм. .Длину 2-й ступени вала  , мм, определяем по формуле ; . Принимаем стандартные значения размеров участка вала:  мм (с учетом диаметра внутреннего кольца подшипника);  мм.3) Определяем размеры 3-й ступени вала. Диаметр 3-й ступени вала  , мм, определяем по формуле где  – координата фаски подшипника; выбирается в зависимости от диаметра по таблице 7.1 [1, с. 113];  мм. .Из рисунка 6.2 определяем длину 3-ей ступени вала  , мм: ,где  – условное расстояние между шарнирными опорами вала, мм; – величина, определяющая положение шарнирной опоры, мм; – монтажная высота роликоподшипника, мм. Рисунок 6.2 – Эскизная компоновка быстроходного вала Условное расстояние между шарнирными опорами вала , мм, приближенно принимается равным делительному диаметру червячного колеса (см. таблицу 2): .Для однорядного роликового конического подшипника значение величины , мм, определяющей положение условной шарнирной опоры, находится по формуле ,где  – диаметр внутреннего кольца подшипника, мм; – диаметр внутреннего кольца подшипника, мм; – коэффициент осевого нагружения.Значения e и Y определяются по формулам, приведенным в таблице 9.1 [1, с. 141]. Для выбранного типа подшипника (см. подраздел 6.2) значения параметров подшипника определяем по таблице К29 [1, с. 436] и заносим в таблицу 5.  .Таблица 5 – Значения параметров для роликоподшипника быстроходного вала
 .Окончательно принимаем стандартные значения размеров 3-его участка вала:  мм (с учетом диаметра внутреннего кольца подшипника);  мм. ;  .4) Определяем размеры 4-й ступени вала под подшипник. Диаметр 4-й ступени вала принимается равным диаметру 2-й ступени вала, т. е.  мм. Длина 4-й ступени вала  принимается равной ширине внутреннего кольца подшипника  (см. таблицу 5), т. е.  мм.5) Определяем положение точки приложения нагрузки от ременной передачи. Длина  , мм, определяется по формуле (см. рисунок 4) ; . 6.4.2 Тихоходный вал редуктора1) Определяем размеры выходного конца тихоходного вала редуктора. Диаметр участка вала (рисунок 6.3), мм, определяем по формуле ,где  – крутящий момент на быстроходном валу редуктора, Н·м (см. таблицу 1); – допускаемое касательное напряжение, МПа (см. подраздел 6.1). . Рисунок 6.3 – Конструкция тихоходного вала редуктора В зависимости от найденного диаметра выбираем ближайшие значения  мм,  мм.2) Определяем размеры 2-й ступени вала под уплотнение крышки с отверстием и подшипник. Диаметр 2-й ступени вала , мм, определяем по формуле ,где – высота буртика, мм; выбирается в зависимости от диаметра по таблице 7.1 [1, с. 113];  мм. .Длину 2-й ступени вала , мм, определяем по формуле ; .Принимаем стандартные значения размеров участка вала:  мм (с учетом диаметра внутреннего кольца подшипника);  мм.3) Определяем размеры 3-й ступени вала под червячное колесо. Диаметр 3-й ступени вала , мм, определяем по формуле где – координата фаски подшипника; выбирается в зависимости от диамет-ра таблице 7.1 [1, с. 113];  мм. .Принимаем по стандартное значение  мм.Из рисунка 6.4 определяем длину 3-й ступени вала , мм: ,где  – длина ступицы червячного колеса, мм; – зазор между стенкой редуктора ступицей червячного колеса, мм.  Рисунок 6.4 – Эскизная компоновка тихоходного вала Конструктивно принимается  мм.Длина и диаметр ступицы червячного колеса, мм, определяются по рекомендациям  ;  ,где  – посадочный диаметр вала под червячное колесо, мм. ;  .Учитывая ширину зубчатого венца червячного колес  мм, принимаем  мм;  мм. Окончательная длина ступицы червячного колеса принимается после проверочного расчета шпонки на прочность (если она предусмотрена). .Принимаем длину 3-й ступени  мм.4) Условное расстояние между шарнирными опорами вала  , мм, определяем по формуле (см. рисунок 6.4) ; . Значение величины  , мм, определяющей положение условной шарнирной опоры тихоходного вала, находим по формуле .Для выбранного типа подшипника (см. подраздел 6.2) значения параметров подшипника определяем по таблице К29 [1, с. 436] и заносим в таблицу 6.  ;  ; .Таблица 6 – Значения параметров для роликоподшипника тихоходного вала
 5) Определяем размеры 4-й ступени вала под подшипник. Диаметр 4-й ступени вала принимается равным диаметру 2-й ступени вала, т. е.  мм. Длина 4-й ступени вала принимается равной ширине внутреннего кольца подшипника (см. таблицу 5), т. е.  мм.По результатам подраздела 6.4 разрабатывается чертеж общего вида редуктора (эскизная компоновка) в соответствии с подразделом 7.5 [3, с. 116]. 6) Определяем положение точки приложения нагрузки от муфты. Длина  , мм, определяется по формуле (см. рисунок 2) ; .6.5 Геометрические параметры ступеней валов редуктора Результаты расчета по пунктам 6.4.1 и 6.4.2 заносим в таблицу 7. Таблица 7 – Геометрические параметры ступеней валов редуктора в мм
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
,
,
,
