курсовая работа. Курсовая работа. Введение 3 Кинематический расчет привода 5 1Выбор электродвигателя 5

• Название: Введение 3 Кинематический расчет привода 5 1Выбор электродвигателя 5
• Анкор: курсовая работа
• Дата: 19.12.2022
• Размер: 0.68 Mb.
• Имя файла: Курсовая работа.docx
• Тип: Реферат; #853164
• страница: 9 из 9

Размеры ступеней валов червячного одноступенчатого редуктора

Ступень вала и её размеры d; l		Вал-червяк	Вал колеса
1-я под элемент открытой передачи	d1	31мм	65мм
	l1	46мм	98мм
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник	d2	35мм	70мм
	l2	70мм	92мм
3-я под червяк, колесо	d3	46мм	82мм
	l3	графически	графически
4-ая под подшипник	d4	35мм	70мм
	L4	41мм	49мм

6.2 Проверочный расчет

Основными нагрузками на валы являются силы от передач. В данной работе силы на валы передают через насаженные на них червячное колесо, шкив и полумуфту. При расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины.

Выполняют расчеты валов на статическую прочность и на сопротивление усталости.

Расчет ведущего (быстроходного) вала.

На рисунке №4 изображен вал-червяк, а также расчетная схема и эпюры изгибающих М и крутящего М_к моментов, продольной осевой силы. Силы в червячном зацеплении: , , . Вал установлен на двух роликовых конических подшипниках 7307 по ГОСТ 27365-87. На шлицевом конце вала предполагается установка шкива. Консольная сила действующая со стороны шкива, . Коэффициент перегрузки на статическую прочность .

Вал изготовлен из стали марки 45 со следующими характеристиками статической прочности и сопротивления усталости:

Диаметр заготовки, мм	Твердость HB (не менее)	Механические характеристики, МПа					Коэффициент ψτ
		σВ	σТ	τТ	σ-1	τ-1
≤80	260	900	650	390	410	230	0,10

Минимально допустимые запасы прочности по пределу текучести и сопротивлению усталости соответственно: и .

Рисунок №4.



Определение внутренних силовых факторов.

Определим реакции опор от сил, нагружающих вал.

В плоскости YOZ:
=> ;

=> .

Проверка: ; - верно.
В плоскости XOZ:

а) от осевой силы . Так как действующая сила равноудалена от опор, то реакции опор будут равны половине действующей силы. Следовательно: и .

б) от консольной силы действующей со стороны шкива.
=> ;

=> .
Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рисунке, при этом крутящий момент численно равен вращающему:

Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:

1. 
   место установки левого по рисунку подшипника на вал: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал;
   
2. 
   место установки червяка на вал диаметром 70мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений – посадка с натягом червяка на вал;
   

Определим силовые факторы для опасных сечений.

Сечение 1: Изгибающий момент от консольной силы:

Крутящий момент

Осевая сила

Сечение 2:

Изгибающие моменты:

• 
  в плоскости XOZ
  

• 
  в плоскости YOZ слева от сечения
  

• 
  в плоскости YOZ справа от сечения
  

• 
  момент от консольной силы
  

Суммарный изгибающий момент

Крутящий момент

Осевая сила

Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала.

Сечение 1:

Сечение 2:

Расчет вала на статическую прочность.

Вычислим нормальные и касательные напряжения, а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в каждом опасном сечении вала.

Сечение 1:

Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) σ₁ и напряжение кручения τ₁

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести

Сечение 2:

Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) σ₂ и напряжение кручения τ₂

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести

Статическая прочность вала обеспечена во всех опасных сечениях, т.к условие S≥[S_T] выполняется.

Расчет вала на сопротивление усталости.

Вычислим значения общего коэффициента запаса прочности в каждом из опасных сечений вала.

Сечение 1:

Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла

Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении – посадка с натягом. По табл. 10.13 (Дунаев стр190) имеем: Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют (Ra = 0,8 мкм); Поверхность вала – без упрочнения:

Коэффициенты снижения предела выносливости


Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

Коэффициент влияния асимметрии цикла

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям

Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении

Сечение 2:

Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла

Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении – посадка с натягом. По табл. 10.13 (Дунаев стр190) имеем: Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют (Ra = 0,8 мкм); Поверхность вала – без упрочнения:

Коэффициенты снижения предела выносливости

Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении

Коэффициент влияния асимметрии цикла

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям

Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении

Сопротивление усталости вала обеспечено во всех опасных сечениях, т.к условие S≥[S_T] выполняется.

Расчет ведомого (тихоходного) вала.

На рисунке №5 изображен вал-колесо, а также расчетная схема и эпюры изгибающих М и крутящего М_к моментов, продольной осевой силы. Силы в червячном зацеплении: , , . Вал установлен на двух роликовых конических подшипниках 7214 по ГОСТ 27365-87. На шлицевом конце вала предполагается установка ступицы муфты с металлическими стержнями. Консольная сила действующая со стороны муфты, . Коэффициент перегрузки на статическую прочность .

Вал изготовлен из стали марки 45 со следующими характеристиками статической прочности и сопротивления усталости:

Диаметр заготовки, мм	Твердость HB (не менее)	Механические характеристики, МПа					Коэффициент ψτ
		σВ	σТ	τТ	σ-1	τ-1
≤120	227	820	640	290	360	200	0,09

Минимально допустимые запасы прочности по пределу текучести и сопротивлению усталости соответственно: и .

Рисунок №5.

Определение внутренних силовых факторов.

Определим реакции опор от сил, нагружающих вал.

В плоскости YOZ:
а) => ;

=> .

Проверка: ; - верно.
б) от консольной силы действующей со стороны шкива.
=> ;

=> .

Проверка: - верно.
В плоскости XOZ:

От осевой силы . Так как действующая сила равноудалена от опор, то реакции опор будут равны половине действующей силы. Следовательно: и .

Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рисунке, при этом крутящий момент численно равен вращающему:

Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:

2. 
   - место установки червяка на вал диаметром 70мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений – посадка с натягом червяка на вал;
   
3. 
   - место установки левого по рисунку подшипника на вал: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал;
   

Определим силовые факторы для опасных сечений.

Сечение 2:

Изгибающие моменты:

• 
  в плоскости XOZ
  

• 
  в плоскости YOZ слева от сечения
  

• 
  в плоскости YOZ справа от сечения
  

• 
  момент от консольной силы
  

Суммарный изгибающий момент

Крутящий момент


Осевая сила

Сечение 3:

Изгибающий момент от консольной силы:

Крутящий момент

Осевая сила

Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала.

Сечение 2:

Сечение 3:


Далее провел расчет вала на статическую прочность и на сопротивление усталости согласно п. 6.2. Статическая прочность и сопротивление усталости вала в опасных сечениях обеспечены, т.к. условие S≥[S_T] выполняется.

6. Выбор смазки

Смазывание зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. При контактных напряжениях 200 ≤σ ≤ 250 МПа и скорости скольжения v = 2,32 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть приблизительно равна 25 ммІ/с. Принимаем масло индустриальное И-Т-С-320.

Библиографический список

1. 
   Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. Изд. 9-ое, перераб. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2006.-496 с.
   
2. 
   Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. – Калининград: Янтарный сказ, 2006. – 456 с.: ил., черт. – Б. ц.
   
3. 
   Палей М.А. Допуски и посадки: Справочник: в 2 ч. Ч. 1. – 8-е изд., перераб. И доп. – СПб.: Политехника, 2001. – 576с.: ил.
   
4. 
   Палей М.А. Допуски и посадки: Справочник: в 2 ч. Ч. 2. – 8-е изд., перераб. И доп. – СПб.: Политехника, 2001. – 608с.: ил.