курсовой проект ДМ1. Пояснительная записка пцк 1204. 01. 00. 00. 000 Пз (вариант 28 ) студент Тарабров Н. Б. гр. Млк31з
![]()
|
6.6 Разработка эскизной компоновки редуктора Чертеж общего вида редуктора (эскизная компоновка) определяет: – положение колес редуктора, элемента открытой передачи и муфты относительно опор (подшипников); – расстояния ![]() ![]() – расстояния ![]() ![]() Эскизная компоновка выполняется в соответствии с требованиями ЕСКД на миллиметровой бумаге формата А2 или А1 карандашом или в электронном варианте с использованием конструкторских программ и должна содержать: упрощенное изображение редуктора в двух проекциях, основную надпись и таблицу размеров. ![]() 7.1 Общие сведения Проверочный расчет по динамической грузоподъемности предварительно выбранных в разделе 6 подшипников выполняется отдельно для быстроходного и тихоходного валов. Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Базовая динамическая грузоподъемность подшипника ![]() ![]() ![]() Требуемая долговечность подшипника ![]() ![]() ![]() ![]() Базовая долговечность подшипника ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() подшипников 90 % ![]() ![]() ![]() 7.2 Проверочный расчет подшипников быстроходного вала 7.2.1 Определение реакций в опорах В соответствии с рисунком 6.2 (см. подраздел 6.4.1) и рисунком 5.1 составляем расчетную схему быстроходного вала (рисунок 7.1). Определяем реакции в опорах А и В в плоскости yOz. Составляем сумму моментов всех сил относительно точки А: ![]() ![]() где ![]() Из выражения (7.2) определяем реакцию ![]() ![]() Значения нагрузок на валы приведены в таблице 4 (подраздел 5.2), а размеров участков вала – в таблице 7 (см. подраздел 6.5). ![]() ![]() Рисунок 7.1 – Расчетная схема быстроходного вала Составляем сумму моментов всех сил относительно точки B: ![]() ![]() Из выражения (7.3) определяем реакцию ![]() ![]() ![]() Проверяем правильность определения значений реакций: ![]() ![]() ![]() Определяем реакции в опорах А и В в плоскости xOz. Составляем сумму моментов всех сил относительно точки А: ![]() ![]() Из выражения (7.4) определяем реакцию ![]() ![]() ![]() Составляем сумму моментов всех сил относительно точки B: ![]() ![]() Из выражения (7.5) определяем реакцию ![]() ![]() ![]() Проверяем правильность определения значений реакций: ![]() ![]() следовательно, реакции определены верно. Определяем суммарные реакции в опорах ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 7.2.2 Определение эквивалентной нагрузки Для роликовых конических подшипников эквивалентная нагрузка определяется по формуле ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() отношению к нагрузке; ![]() ![]() ![]() ![]() нагрузки; для редукторов всех типов ![]() ![]() подшипника, если она превышает 373,15 °К. В радиально-упорных подшипниках при действии на них радиальных нагрузок возникают осевые силы ![]() ![]() Для роликовых конических подшипников коэффициент осевого нагружения ![]() ![]() Радиальные нагрузки опор (см. рисунок 7.1) ![]() ![]() ![]() ![]() Значения расчетных осевых нагрузок ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Поскольку ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() В дальнейшем расчет будем выполнять для подшипника опоры 2 (см. рисунок 7.1), как наиболее нагруженного. Определяем значение отношения ![]() ![]() Поскольку ![]() ![]() ![]() Определяем по формуле (7.6) значение эквивалентной нагрузки, Н: ![]() 7.2.3 Проверка подшипников по динамической грузоподъемности Проверку правильности предварительного выбора подшипника для быстроходного вала проводим по формуле (7.1): ![]() ![]() 7.3 Проверочный расчет подшипников тихоходного вала 7.3.1 Определение реакций в опорах В соответствии с рисунком 6.4 (см. подраздел 6.4.2) и рисунком 5.1 составляем расчетную схему тихоходного вала (рисунок 7.2). Определяем реакции в опорах C и D в плоскости yOz. Составляем сумму моментов всех сил относительно точки C: ![]() ![]() где ![]() Из выражения (7.8) определяем реакцию ![]() ![]() Значения нагрузок на валы приведены в таблице 4 (см. подраздел 5.2), а размеров участков вала – в таблице 7 (см. подраздел 6.5). ![]() ![]() Рисунок 7.2 – Расчетная схема тихоходного вала Составляем сумму моментов всех сил относительно точки B: ![]() ![]() ![]() Из выражения (7.9) определяем реакцию ![]() ![]() ![]() Проверяем правильность определения значений реакций: ![]() ![]() ![]() Определяем реакции в опорах C и D в плоскости xOz. Составляем сумму моментов всех сил относительно точки C: ![]() ![]() Из выражения (7.10) определяем реакцию ![]() ![]() ![]() Составляем сумму моментов всех сил относительно точки B: ![]() ![]() Из выражения (7.11) определяем реакцию ![]() ![]() ![]() Проверяем правильность определения значений реакций: ![]() ![]() следовательно, реакции определены верно. Определяем суммарные реакции в опорах ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 7.3.2 Определение эквивалентной нагрузки Радиальные нагрузки опор (см. рисунок 7.2) ![]() ![]() Для подшипника 7210 ![]() Определяем осевые силы ![]() ![]() ![]() В соответствии с принятой схемой расположения подшипников “в распор” (рисунок 7.2) и в зависимости от условий нагружения значения осевых нагрузок ![]() ![]() Поскольку ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() В дальнейшем расчет будем выполнять для подшипника опоры 2 (см. рисунок 7.2), как наиболее нагруженного. Определяем значение отношения ![]() ![]() Поскольку ![]() ![]() ![]() Определяем по формуле (7.6) значение эквивалентной нагрузки, Н: ![]() 7.3.3 Проверка подшипников по динамической грузоподъемности ![]() ![]() ![]() Проверку правильности предварительного выбора подшипника для тихоходного вала проводим по формуле (7.1): ![]() следовательно, подшипник 7216А пригоден. 8 Разработка сборочного чертежа редуктора 8.1 Конструирование червячного колеса ![]() Зависимости, определяющие значения конструктивных элементов червячного колеса, приведены в таблице 10.4 [1, с. 164]. Основными конструктивными элементами червячного колеса являются обод, ступица и диск (рисунок 8.1). ![]() а и б – с напрессованным венцом (б –с натягом), в – цельное колесо из чугуна Рисунок 8.1 – Конструкция червячного колеса Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и в то же время податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Жесткость обода обеспечивает его толщина S. Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично, несимметрично относительно обода или равна ширине обода. Это определяется технологическими или конструктивными условиями. Длина ступицы ![]() ![]() ![]() ![]() По условиям работы червячные колеса изготовляют составными: центр колеса (ступица с диском) – из стали, реже из серого чугуна, а зубчатый венец (обод) – из антифрикционного материала. При единичном и мелкосерийном производстве зубчатые венцы соединяют с центром колеса посадкой с натягом ( ![]() ![]() Для выбранного материала зубчатого венца червячного колеса (см. подраздел 2.1) выполняем колесо цельнолитым. Определение размеров конструктивных элементов червячного колеса проводим по формулам, приведенным в таблице 10.4 [1, с. 164-165]. Результаты расчета сводим в таблицу 8. Таблица 8 – Конструктивные элементы червячного колеса в мм
Продолжение таблицы 8
На торцах зубьев выполняют фаски размером ![]() ![]() ![]() ![]() 8.2 Конструирование валов Конструкция ступеней валов зависит от типа и размеров установленных на них деталей (зубчатых колёс, муфт, шкивов) и способа закрепления этих деталей в окружном и осевом направлениях. При разработке конструкции вала принимают во внимание технологию сборки и разборки передач, механическую обработку, усталостную прочность и расход материала при изготовлении. Окружное зацепление колёс, элементов открытых передач, муфт и подшипников осуществляется посадками, шпоночными соединениями и соединениями с натягом. Основные размеры ступеней валов (длины и диаметры) были рассчитаны в пункте 6.4. 8.3 Выбор соединений Для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент, применяем шпонки и посадки с натягом. В проекте применяем призматические шпонки, изготовленные из стали 45. Длина шпонки принимается на 5…10 мм меньше длины ступицы насаживаемой детали. Длину шпонок выбираем из стандартного ряда Ra40 табл. 13,15[1, с. 326]. Сечение шпонки выбираем по величине соответствующего диаметра ступени по табл. К42 [1, с. 449-450]. 8.4 Конструирование корпуса редуктора ![]() Габариты и форма редуктора определяются числом и размерами зубчатых колес, заключенных в корпус, положением плоскости разъема и расположением валов. Основной материал корпусов редукторов в случае серийного производства – серый чугун марки СЧ-15. Основной материал корпусов редукторов в случае серийного производства - серый чугун марки СЧ-15. Определяем толщину стенки основания корпуса и крышки: ![]() ![]() Полученное значение толщин стенок корпуса редуктора округляем до ближайшего большего значения ![]() Толщина ребер жесткости: ![]() Для соединения крышки с основанием используем болты с наружной нормальной шестигранной головкой. Номинальный диаметр фланцевых болтов определяем по формуле: ![]() ![]() Принимаем в качестве крепления крышки с основанием болт с резьбой М12. Ширина фланца корпуса К и фундаментных лап назначается из условия свободного размещения головки болта (винта) или гайки и возможности поворота гаечного ключа на угол не менее 60°. Высота фланца h определяется графически исходя из условия размещения головки болта на плоской опорной поверхности. Необходимо, чтобы расстояние между опорными поверхностями под стяжные болты были не менее 3… 5 мм. Для соединения подшипниковой бобышки крышки с основанием используем болты с наружной нормальной шестигранной головкой. Номинальный диаметр фланцевых болтов определяем по формуле: ![]() ![]() Принимаем в качестве крепления подшипниковой бобышки крышки с основанием болт с резьбой М16. Номинальный диаметр фундаментных болтов (винтов) для крепления редуктора к фундаментной плите (раме): ![]() Принимаем в качестве крепления редуктора к фундаментной плите болты с резьбой М18. ![]() 9.1 Проверочный расчет шпоночных соединений Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяют на смятие. Проверке подлежат три шпоночных соединения: соединение вала червяка с полумуфтой; соединение червячного колеса с валом; соединение ведущей звездочки с тихоходным валом редуктора. |