|
|
Пластинчатый конвейер. шокиров. Техническое задание 18
10.1 Конструирование зубчатых колес
Конструктивные размеры колеса
Диаметр ступицы:
dст = 1,55d3 = 1,55·55 = 85 мм.
Длина ступицы:
lст > b = 50 мм, принимаем lст = 60 мм.
Толщина обода:
S = 2,2m+0,05b2 = 2,22+0,05·50 =6,9 мм
принимаем S = 8 мм
Толщина диска:
С = 0,25b = 0,25·50 =12 мм
10.2 Конструирование валов
Основные размеры ступеней валов (длины и диаметры) рассчитаны в пункте 7.
Переходные участки между ступенями выполняются в виде канавки шириной b = 3 мм или галтели радиусом r = 1 мм.
Шестерня выполняется заодно с валом.
Фаска зубьев: n = 0,5m = 0,5∙2,0 = 1,0 мм,
принимаем n = 1,0 мм.
10.3 Выбор соединений  В проектируемом редукторе для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент, применяются шпоночные соединения. Используем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Длина шпонки принимается на 5…10 мм меньше длины ступицы насаживаемой детали. Посадка для косозубого колеса Н7/r6.
10.4 Конструирование подшипниковых узлов
В проектируемом редукторе смазка подшипниковых узлов осуществляется за счет разбрызгивания масла зубчатыми колесами. Выбранные радиальные шарикоподшипники изготавливаются с малыми зазорами и не требуют дополнительной регулировки. Во избежание попадания в подшипники продуктов износа зубчатого зацепления и излишнего полива маслом подшипниковые узлы быстроходного вала закрывают с внутренней стороны корпуса маслозащитными шайбами, а изоляция выходных участков валов от окружающей среды достигается с помощью манжетных уплотнений по ГОСТ 8752-79. Внутренне кольцо подшипника упирается в шайбу, а наружное фиксируется распорной втулкой между подшипником и врезной крышкой подшипника.
10.5 Конструирование корпуса редуктора /2/
Толщина стенок корпуса и крышки редуктора
= 0,025ат + 3 = 0,025·125 + 1 = 4,1 мм принимаем = 8 мм
Толщина фланцев
b = 1,5 = 1,5·8 = 12 мм
Толщина нижнего пояса корпуса
р = 2,35 = 2,35·8 = 20 мм
Диаметр болтов:
- фундаментных
d1 = 0,036aт + 12 = 0,036·125 + 12 = 16,5 мм
принимаем болты М16;
- крепящих крышку к корпусу у подшипников
d2 = 0,75d1 = 0,75·20 = 15 мм
принимаем болты М16;
- соединяющих крышку с корпусом
d3 = 0,6d1 = 0,6·20 = 12 мм
принимаем болты М12.
10.6 Конструирование элементов открытых передач
Коническая шестерня
 Размеры шестерни: dа1 = 98,83 мм, b1 = 70 мм, δ1 = 10,91°.
Шестерня выполняется без ступицы, диаметр отверстия – 40 мм
Длина шестерни l ≈ b = 70 мм
Коническое колесо открытой передачи
Диаметр рабочего
d1 = (16·796,2·103/π20)1/3 = 58 мм
Принимаем d = 60 мм
Диаметр ступицы: dст = 1,55d3 = 1,55·60 = 93 мм.
Длина ступицы: lст = (1,2÷1,5)d3 = (1,2÷1,5)60 = 72÷90 мм,
принимаем lст = 80 мм
Толщина обода: S = 2,5mte = 2,52,50 = 6.25 мм
принимаем S = 8 мм
Толщина диска: С = 0,25b = 0,25·70 = 18 мм
10.7 Выбор муфты
Для передачи вращающего момента с вала электродвигателя на ведущий вал редуктора выбираем муфту упругую со звездочкой по ГОСТ 14084-76 с допускаемым передаваемым моментом [T] =125 Н·м.
Расчетный вращающий момент передаваемый муфтой
Тр = kТ1 = 1,8·55,7 =103 Н·м < [T]
k = 1,8 – коэффициент режима нагрузки для цепных транспортеров
Условие выполняется
 10.8 Смазывание.
Смазка зубчатого зацепления осуществляется за счет окунания зубчатых колес в масляную ванну. Объем масляной ванны
V = (0,50,8)N = (0,5 0,8)5,66 3,0 л
Рекомендуемое значение вязкости масла при v = 1,7 м/с и контактном напряжении σв=413 МПа =28·10-6 м2/с
По этой величине выбираем масло индустриальное И-Г-А-68
Смазка подшипниковых узлов осуществляется за счет разбрызгивания жидкого масла зубчатыми колесами.
Смазка открытых конических передач применяется периодическая смазка пластичным смазочным материалом УТ-1.
11 Проверочные расчеты 11.1 Проверочный расчет шпонок
Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности
где h – высота шпонки;
t1 – глубина паза;
l – длина шпонки
b – ширина шпонки.
Быстроходный вал.
Шпонка на выходном конце вала: 8×7×32.
Материал полумуфты – чугун, допускаемое напряжение смятия [σ]см = 60 МПа.
σсм = 2·55,7·103/30(7-4,0)(32-8) = 51,5 МПа
Тихоходный вал.
Шпонка под колесом 16×10×50. Материал ступицы – сталь, допускаемое напряжение смятия [σ]см = 100 МПа.
σсм = 2·168,9·103/55(10-6,0)(50-16) = 45,2 МПа
Шпонка на выходном конце вала: 12×8×63. Материал ступицы – сталь, допускаемое напряжение смятия [σ]см = 100 МПа.
σсм = 2·168,9·103/40(8-5,0)(63-12) = 55,2 МПа
Во всех случаях условие σсм < [σ]см выполняется, следовательно устойчивая работа шпоночных соединений обеспечена.
 11.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов
Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения.
Сила приходящаяся на один винт
Fв = 0,5CХ = 0,5∙7380 =3690 H
Принимаем коэффициент затяжки Кз = 1,5 – постоянная нагрузка, коэффициент основной нагрузки х=0,3 – для соединения чугунных деталей без прокладки.
Механические характеристики материала винтов: для стали 40 предел прочности σв = 700 МПа, предел текучести σт = 400 МПа; допускаемое напряжение:
[σ] = 0,25σт = 0,25∙400 =100 МПа.
Расчетная сила затяжки винтов
Fp = [Kз(1 – х) + х]Fв = [1,5(1 – 0,3) + 0,3]3690 = 4982 H
Определяем площадь опасного сечения винта
А = πdp2/4 = π(d2 – 0,94p)2/4 = π(12 – 0,94∙1,75)2/4 = 84 мм2
Эквивалентное напряжение
σэкв = 1,3Fp/A = 1,3∙4982/84 = 77 МПа < [σ] =100 МПа
11.3 Уточненный расчет валов
Быстроходный вал
Рассмотрим сечение, проходящее под опорой В. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.
Материал вала сталь 45, улучшенная: В = 780 МПа [2c34]
Пределы выносливости:
при изгибе -1 0,43В = 0,43780 = 335 МПа;
при кручении -1 0,58-1 = 0,58335 = 195 МПа.
Суммарный изгибающий момент
Ми = Мх = 64,9 Н·м
Осевой момент сопротивления
W = πd3/32 = π353/32 = 4,21·103 мм3
Полярный момент сопротивления
Wp = 2W = 2·4,21·103 = 8,42·103 мм3
Амплитуда нормальных напряжений
σv = Mи/W = 64,9·103/4,21·103 =15,4 МПа
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
v = m = T1/2Wp = 55,7·103/2∙8,42·103 = 3,3 МПа
Коэффициенты:
kσ/σ = 3,5; k/ = 0,6 kσ/σ + 0,4 = 0,6·3,5 + 0,4 = 2,5
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
sσ = σ-1/(kσσv/σ) = 335/3,5·15,4 = 6,2
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
s = -1/(kv/ + m) = 195/(2,50·3,3 + 0,1·3,3) = 22,7
Общий коэффициент запаса прочности
s = sσs/(sσ2 + s2)0,5 = 6,2·22,7/(6,22 + 22,72)0,5 = 6,0 > [s] = 1,5
Тихоходный вал
Рассмотрим сечение, проходящее под опорой C. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.
Суммарный изгибающий момент
Ми = (313,62+110,82)1/2 = 332,6 Н·м.
Осевой момент сопротивления
W = πd3/32 = π453/32 = 8,95·103 мм3
Полярный момент сопротивления
Wp = 2W = 2·8,95·103 =17,9 мм
Амплитуда нормальных напряжений
σv = Mи/W = 332,6·103/8,95·103 = 37,2 МПа
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
v = m = T2/2Wp =168,9·103/2·17,9·103 = 4,7 МПа
Коэффициенты:
kσ/σ = 3,8; k/ = 0,6 kσ/σ + 0,4 = 0,6·3,8 + 0,4 = 2,7
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
sσ = σ-1/(kσσv/σ) = 335/3,8·37,2 = 2,4
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
s = -1/(kv/ + m) = 195/(2,7·4,7 + 0,1·4,7) =14,8
Общий коэффициент запаса прочности
s = sσs/(sσ2 + s2)0,5 = 2,4·14,8/(2,42 +14,82)0,5 = 2,3 > [s] = 1,5
Технический уровень редуктор Условный объем редуктора V = LBH = 550∙160∙300 = 26∙106 мм3 L = 550 мм – длина редуктора; В = 160 мм – ширина редуктора; Н = 300 мм – высота редуктора. Масса редуктора m = φρV∙10-9 = 0,42∙7300∙26∙106∙10-9 = 81 кг ρ = 7300 кг/м3 – плотность чугуна.
Критерий технического уровня редуктора
γ = m/2T2 = 81/2∙168,9 = 0,24
При γ > 0,2 технический уровень редуктора считается низким, а редуктор морально устаревшим.
Литература
1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.–М.: Высш. шк., 1991.–432 с.
2. Курсовое проектировании деталей машин. /С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.
3. Чернилевский Д.В. Проектирование деталей машин и механизмов. – М.: Высш. шк. 1980.
4. Леликов О.П. Курсовое проектирование. – М.:Высш.шк.,1990.
5. Дунаев Н.В. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.:Высш. шк., 2002.
6. Альбом деталей машин.
7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1-3 – М.:Машиностроение, 1978.
8. Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – Л.: Машиностроение, 1988. |
|
|
Скачать 1.6 Mb.