Курсач. Авдеев Д-4. Привод с 1ступенчатым цилиндрическим редуктором с прямозубыми колесами
 Скачать 6.9 Mb.
|
|
| |
где
6.5 Подбор муфты тихоходного вала редуктора:
Для тихоходного вала редуктора принимаем упругую втулочно- пальцевую муфту.
6.6 Определяем расчетный момент:
где К – коэффициент режима работы и характера нагрузки, для спокойной нагрузки К = 1,1…1,5;
– вращающий момент на валу электродвигателя, 
6.7 Выбор муфты упругой втулочно-пальцевой:
Размеры муфты:
– диаметр расположения пальцев D1 =72мм ;
– длина цилиндрической ступицы муфты Lцил = 76 мм;
– диаметр пальца dп = 10 мм;
– длина пальца lп = 19мм;
– количество пальцев z = 6;
– длина резиновой втулки lр.в = 19 мм.
6.8 Проверочный расчет муфты.
Пальцы муфты изготавливаются из стали 45 и проверяются на изгиб:
где
– допускаемое напряжение на изгиб для материала пальца, МПа.
где
– предел текучести материала пальцев, для Ст 45 = 650 МПа
Условие прочности выполняется.
Проверка резиновой втулки на смятие:
| |
 |
где
Условие прочности выполняется.
5 Расчёт шпоночных соединений
МПа, (5.1)где Т – момент на валу, d – диаметр вала, h – высота шпонки, t – глубина паза, l– рабочая длина шпонки.
| Вал | d мм | b мм | h мм | T1 мм | L мм |
| Тихоходный | 56 | 18 | 14 | 7 | 58 |
| | 38 | 12 | 8 | 5 | 40 |
| Быстроходный | 22 | 8 | 7 | 4 | 20 |
5.1 Тихоходный вал
2* 29 *1000 / 56* (11-7)* 58 =5 МПа
2*29*1000 / 56*58*18=0,9 МПа5.2 Тихоходный вал (хвостовик)
2* 29*1000 / 38* (8-5)* 40 =13 МПа
2*29*1000 / 38*40*12=3,17 МПа5.3 Быстроходный вал (хвостовик)
2* 9,3*1000 / 22* (7-4)* 20 = 14 МПа 2*9,3*1000 / 22*20*8=5,28 МПа
Рисунок 5.1 – Шпоночное соединение
6 Расчёт подшипников на прочность
6.1 Расчёт реакций опор тихоходного вала
Рисунок 6.1 – Эпюры моментов на тихоходном валу
а =50 мм, b = 50 мм , c =86 мм , l=100 мм– размеры с чертежа;
Ft =387,5 Н, Fr = 141 H, Fa=0 H, d
= 152 мм; 
29 = 673 НПлоскость XOZ
= (141*50) /(50+50) =70,5Н
-70,5+141=70,5 НПроверка
-141+70,5+70,5=0 Н
Плоскость YOZ
(387,5*50-673*(50+50+86)) /(50+50) =-1058,03 Н
Н
387,5—1058,03-673= 772,53 НПроверка
-387,5+772,53-1058,03+673=0 Н
=775,7 Н
=1060,37 Н
6.2 Расчёт подшипников на прочность
6.2. Расчёт реакций опор быстроходного вала
Рисунок 6.2 – Эпюры моментов на быстроходном валу
а =49 мм, b = 49 мм , c =59 мм , l=98 мм– размеры с чертежа;
Ft =387,5 Н, Fr = 141 H, Fa= 0 H, d
= 48 мм; 9,3 = 381,19 НПлоскость XOZ
= (141*49 )/( 49+49) =70,5Н
Н -70,5+141=70,5 НПроверка
-141+70,5+70,5=0 Н
Плоскость YOZ
(387,5 *49-381,19*(49 +49+98)) /(49 +49) =-568,63 Н
387,5—568,63 – 381,19=574,94 НПроверка
\
-387,5+574,94-568,63+381,19=0
=579,24 Н
= 572,98 Н7.Проверочный расчет подшипников
7.1 Определение эквивалентной динамической нагрузки для подшипников быстроходного вала.
RЕ-эквивалентная динамическая нагрузка
Х-коэффициент радиальной нагрузкиХ=0,56
V – коэффициент вращения
V=1
Rr – радиальная нагрузка подшипника
Rr3=579,24 H;
Кб – коэффициент безопасности
Кб =1,1
КТ – температурный коэффициент
КТ =1
m – показатель степени
m =3
а1-коэффициент надежности
а1=1
а23-коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника
а23=0,8
n-частота вращения внутреннего кольца подшипника соответствующего вала
nб =1415 об/мин
Lh – требуемая долговечность
Lh =25000 ч
Re=V
Rr2 Kб KT=1 579,24 1 1,1=637,16 НОпределяем динамическую грузоподъемность:
Н
8820
Н ≤ 10000 Н
34363 ч >25000 ч
Условия
выполняются. Подшипник шариковый однорядный легкий серия 206 (ГОСТ 8338 –75) пригоден для работы на быстроходном валу.7.2.Определение эквивалентной динамической нагрузки для подшипника тихоходного вала.
Х-коэффициент радиальной нагрузки
Х=0,56
V – коэффициент вращения
V=1
Rr – радиальная нагрузка подшипника
Rr4=1060H
Кб – коэффициент безопасности
Кб =1,1
КТ – температурный коэффициент
КТ =1
m – показатель степени
m =3
а1-коэффициент надежности
а1=1
а23-коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника
а23=0,8
n-частота вращения внутреннего кольца подшипника соответствующего вала n=449,2 об/мин
Lh – требуемая долговечность
Lh =25000 ч
Re=V
Rr2 Kб KT=1 1060 1 1,1=1166НОпределяем динамическую грузоподъемность:
11011
H ≤ 33200 Н
685200 ч >25000 ч
Условия
выполняются. Подшипник шариковый радиальный однорядный легкая серия 209 (ГОСТ 8338 – 75) пригоден для работы на тихоходном валу.
8 Расчёт валов на выносливость.
8.1 Расчет тихоходного вала на выносливость
Определение изгибающих моментов
Плоскость YOZ относительно оси Х
0
My1=Ryx*Z1=772,53*50*0.001=38,62 Н*м
0
My2=Ryx*(a+z2)-Ft2*z2=772,53*(50+50)*0.001-387,5*50*0.001=57,87 Н*м
0
Mx3=Fm*z3=673 *86 *0.001=58 Н*м
Плоскость XOZ относительно оси Y
MFa2=Fa2*d/2=0*152/2=0 Н*м
0
Mx1=Rax*z1=70,5*50*0.001=3,5 Н*м
0
Mx2=Rax*(a+z2)-Fr*z2-MFa2=70,5 *(50+50)*0.001- 141*50*0.001-0= 0 Н*м
Крутящий момент Мкс=Мкв=Т=30 Н*м
38,77 Н·мм 
57,87 Н·ммВ проверочном расчете учитываем два опасных сечении. В точках 1 3 расчетной схемы вала.
Опасное сечение в точке С (под колесом):
а) Определим нормальное напряжение:
.б) Определим касательное напряжение:
в) Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:
г) Определим пределы выносливости в расчет сечении вала, Н/мм2:
д
) Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
е) Определим общий коэффициент запаса прочности:
Условие запаса прочности в опасном сечении C выполняется.
Опасное сечение в точке B (под подшипник):
а) Определим нормальное напряжение:
.б) Определим касательное напряжение:
в)Коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:
г) Определим пределы выносливости в расчет сечении вала, Н/мм2:
д) Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
е) Определим общий коэффициент запаса прочности:
Условие запаса прочности в опасном сечении B выполняется.
Тихоходный вал пригоден для эксплуатации.
8.2 Расчет быстроходного вала на выносливость
Определение изгибающих моментов
Плоскость YOZ относительно оси Х
0
My1=Ryx*Z1=574,94*57*0.001=28,1 Н*м
0
My2=Ryx*(a+z2)-Ft2*z2=574,94*(50+49)*0.001-387,5*49*0.001=37,9 Н*м
0
Mx3=Fm*z3=381,19 *98 *0.001=37,3 Н*м
Плоскость XOZ относительно оси Y
MFa2=Fa2*d/2=0*152/2=0 Н*м
0
Mx1=Rax*z1=70,5*49*0.001=3 Н*м
0
Mx2=Rax*(a+z2)-Fr*z2-MFa2=70,5 *(49+49)*0.001- 141*49*0.001-0= 0 Н*м
Крутящий момент Мкс=Мкв=Т=9,3 Н*м
28,2 Н·мм 
37,9 Н·ммВ проверочном расчете учитываем два опасных сечения. В сечениях B и C расчетной схемы вала.
Опасное сечение С (под шестерню):
а) Определим нормальное напряжение:
где М- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении, Н*м;
- осевой момент сопротивления вала, 
.
.б) Определим касательное напряжение:
где М – крутящий момент в рассматриваемом сечении, Н*м;
– круглое сплошное сечение вала, .
в) Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:
где
- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений;
- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
- коэффициент влияния шероховатости, 
;
где
- эффективный коэффициент концентрации касательного напряжения;г) Определим пределы выносливости в расчет сечении вала, Н/мм2:
где
предел выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба, 
где
- пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле кручения: 
д) Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
е) Определим общий коэффициент запаса прочности:
коэффициент допустимого запаса прочности, 
Условие запаса прочности в опасном сечении C выполняется.
Опасное сечение С (под подшипник):
а) Определим нормальное напряжение:
.б) Определим касательное напряжение:
в) Определим коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений:
г) Определим пределы выносливости в расчет сечении вала, Н/мм2:
д) Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:
е) Определим общий коэффициент запаса прочности:
Условие запаса прочности в опасном сечении B выполняется.
Быстроходный вал пригоден для эксплуатации.
9.Выбор смазки подшипников и передач
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. Для зубчатых передач с [σ]H меньше 600 берется масло типа «И-Г-А». И — индустриальное; Г — для гидравлических систем; Г — для гидравлических систем.
Определение количества масла. Для одноступенчатых редукторов при смазывании окунанием объем масляной ванны определяют из расчета 0,4...0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности.
Контроль уровня масла. Уровень масла, находящегося в корпусе редуктора, контролируют различными маслоуказателями.
Слив масла. При работе передач масло постепенно загрязняется продуктами износа деталей передач. С течением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Поэтому масло, налитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусматривают сливное отверстие закрываемое пробкой с цилиндрической или конической резьбой.
Смазывание жидкими материалами. При смазывании зубчатых и червячных колес окунанием подшипники качения обычно смазываются из картера в результате разбрызгивания масла колесами, образования масляного тумана и растекания масла по валам. Надежное смазывание разбрызгиванием возможно при окружных скоростях v>2 м/с. Для свободного проникновения масла полость подшипника должна быть открыта внутрь корпуса.
Список литературы
1.Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие. Изд-е 2-е, перераб. И дополн. – Калининград: Янтар.сказ, 2002. – 454 с.
2 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 496 с.
3. Детали машин: Атлас конструкций: Учеб. Пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. В 2-х ч. Под общ. ред. д-ра. техн. наук проф. Д.Н. Решетова. – 5-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1992. – 352 с: ил.
