|
Конструктивные элементы корпуса ⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3
Толщина стенок корпуса и крышки редуктора d = 0,05Re+ 1 = 0,05·132 + 1 = 7 мм принимаем d = 8 мм Толщина фланцев b = 1,5d = 1,5·8 = 12 мм Толщина нижнего пояса корпуса р = 2,35d = 2,35·8 = 20 мм Диаметр болтов: - фундаментных d1 = 0,072Re+ 12 = 0,072·132 + 12 = 21 мм принимаем болты М20; - 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.
Первый этап компоновки редуктора Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников. Выбираем способ смазывания: зубчатое зацепление смазывается за счет окунания колеса в масляную ванну; для подшипников пластичный смазочный материал. Камеры подшипников отделяем от внутренней полости мазеудерживающими кольцами. Проводим горизонтальную осевую линию – ось ведущего вала; затем проводим вертикальную линию - ось ведомого вала. Из точки пересечения проводим под углом 19,65° осевые линии делительных конусов и откладываем на них отрезки Re = 132 мм. Вычерчиваем шестерню и колесо, причем ступицу колеса располагаем несимметрично. Намечаем для валов роликоподшипники конические легкой серии №7208А Размеры и характеристика выбранного подшипника
Вычерчиваем внутреннюю стенку корпуса: - принимаем зазор между торцом ступицы и внутренней стенкой корпуса 10 мм; - принимаем зазор между окружностью вершин зубьев колеса и внут- ренней стенкой корпуса 8 мм; При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок. Для конических роликоподшипников поправка а: а = В/2 + (d+D)e/6. а = 20/2+(40+80)∙0,38/6 = 18 мм. ПОДБОР И ПРОВЕРКА ПОДШИПНИКОВ Схема нагружения быстроходного вала. Горизонтальная плоскость: åmA = 75BX – 54Ft = 0, BX = 1505×54/75 = 1084 H, AX = Ft + BX =1505+1084 =2589 H, MX = Ft×54 = 1505×54 = 81,3 H×м.
Вертикальная плоскость: åmA = 75By – 54Fr + Fa×d1/2 = 0, By = (516×54 – 184×76/2)/75 = 278 кН, Ay = Fr + By = 516 + 278 = 794 H, My1 = 278×75 = 20,9 Н×м, My2 = By×129 – Ay×54 = 129×278 – 794×54 = -7,0 Н×м.
Суммарные реакции опор.:
В = (10842 + 2782)1/2 = 1119 Н. Эквивалентная нагрузка. P = (XVFr + YFa)KбКТ где Х – коэффициент радиальной нагрузки; Y – коэффициент осевой нагрузки; V = 1 – вращается внутреннее кольцо; Fr – радиальная нагрузка; Y – коэффициент осевой нагрузки; Fa – осевая нагрузка; Kб = 1,9 – коэффициент безопасности; КТ = 1 – температурный коэффициент. Осевые составляющие реакций опор: SA = 0,83eA = 0,83×0,38×2708 = 854 H, SB = 0,83eB = 0,83×0,38×1119 = 353 H.
Результирующие осевые нагрузки: FaA = SA = 854 H, FaB = SA + Fa = 854 +184 =1038 H. Проверяем подшипник А. Отношение Fa/Fr = 854/2708= 0,32< e, следовательно Х=1,0; Y=0. Р = (1,0×1,0×2708 +0)1,9×1,0 = 5145 Н. Проверяем подшипник В. Отношение Fa/Fr =1038/1119= 0,92> e, следовательно Х=0,4; Y=1,56. Р = (1,0×0,4×1119+ 1,56·1038)1,9×1,0 = 3927 Н. Дальнейший расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику А
Расчетная долговечность подшипника.
больше ресурса работы привода, равного 21000 часов.
Схема нагружения тихоходного вала
Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С åmС = 41Ft – 158DX = 0 находим реакцию опоры D в плоскости XOZ DX = 41·1505)/158 = 391 H Реакция опоры C в плоскости XOZ CX = Ft – DX = 1505– 391 =1114 H Изгибающие моменты в плоскости XOZ MX1 = 1114·41 = 45,7 Н·м
Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры C åmC =41Fr2 + 158Dy – Fad2/2 = 0 находим реакцию опоры D в плоскости YOZ DY = (516·213/2 – 41·184)/158 = 300 Н CY = Dy + Fr2 = 300+184 = 484 H Изгибающие моменты в плоскости YOZ MY1 = 484·41 = 19,8 Н·м MY2 = 300·117= 35,1 Н·м Суммарные реакции опор C = (11142 + 4842)0,5 =1215 H D = (3912 + 3002)0,5 = 493 H Эквивалентная нагрузка Осевые составляющие реакций опор: SC = 0,83eC = 0,83×0,38×1215 = 383 H, SD = 0,83eD = 0,83×0,38·493 = 155 H. Результирующие осевые нагрузки: FaC = SC= 383 H, FaD = SC + Fa = 383 + 516 = 899 H. Проверяем подшипник C. Отношение Fa/Fr = 383/1215= 0,31< e, следовательно Х=1,0; Y=0. Р = (1,0×1,0×1215+0)1,9×1,0 = 2309 Н. Проверяем подшипник D. Отношение Fa/Fr = 899/493 = 1,82> e, следовательно Х=0,4 Y=1,56 Р = (1,0×0,4×493 +1,56·899)1,9×1,0 = 3039 Н. Дальнейший расчет ведем по наиболее нагруженному подшипнику D. Расчетная долговечность подшипника Lh = (106/60·346)(58300/3039)10/3 =90950 час больше ресурса работы редуктора 21000 тыс. час. Проверка прочности шпоночных соединений Выбор шпонок Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Напряжение смятия и условие прочности τ = 2T/dlb < [τ]cp = 0,6[σ]см где h – высота шпонки; t1 – глубина паза; l – длина шпонки b – ширина шпонки. Быстроходный вал. Шпонка на выходном конце вала 10×8×40 σсм = 2·57,2·103/32(8-5)(40-10) = 39,7 МПа τср = 2·57,2·103/(32·40·10) = 9,0 Мпа Шпонка под шестерней 10×8×40 σсм = 2·57,2·103/32(8-5)(40-10) = 39,7 МПа τср = 2·57,2·103/(32·40·10) = 9,0 МПа Тихоходный вал. Шпонка под колесом 14×9×40 σсм = 2·154,6·103/45(9-5,5)(40-14) = 75,5 МПа τср = 2·154,6·103/(45∙40·14) =12,2 МПа Шпонка на выходном конце 10×8×50 σсм = 2·154,6·103/35(8-5,0)(50-10) = 73,6 МПа τср = 2·154,6·103/(35·50·10) =17,7 МПа Условие σсм < [σсм] = 100 МПа выполняется во всех случаях. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ Быстроходный вал. Рассмотрим сечение А-А. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом. Материал вала сталь 45 улучшенная: σв = 690 МПа Пределы выносливости: - при изгибе σ-1 = 0,43σв = 0,43·690 = 297 МПа - при кручении t-1 = 0,58σ-1 = 0,58·297 = 172 МПа Суммарный изгибающий момент Ми = (81,32+20,92)0,5 = 83,9 Н∙м. Коэффициенты: kσ/εσ = 3,2 [1c.166] kτ/ετ = 0,6 kσ/εσ + 0,4 = 0,6∙3,2+0,4 = 2,3; yt = 0,1. Осевой момент сопротивления: W = πd3/32 = π403/32 = 6,3∙103 мм3 Полярный момент сопротивления Wp = 2W = 2∙6,3∙103 =12,6∙103 мм3. Амплитуда нормальных напряжений: σv = Mи/W = 83,9∙103/6,3∙103 =13,3 МПа; σm = 0. Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений: τv = τm = τmax/2 = T1/2Wp = 57,2∙103/2∙12,6∙103 = 2,3 МПа Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: sσ = σ-1/(kσ/εσ)σv = 297/3,2∙13,3 = 7,0 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям sτ = τ-1/[(kτ/ετ)τv + ψττm] = 172/(2,3∙2,3+0,1∙2,3) = 31,1 Общий коэффициент запаса прочности s = sσst/(sσ2 + st2)0,5 = 7,0·31,1/(7,02 +31,12)0,5 = 6,9 > [s] = 2,5
Рассмотрим сечение, проходящее через выходной конец вала. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Эта часть вала работает только на кручение.
Момент сопротивления кручению: Wк нетто = πd3/16 – bt1(d-t1)2/2d = = π323/16 – 10·5(32-5)2/2·32 = 5,86·103 мм3. Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений tv = tm = T1/Wк нетто = 57,2·103/5,86·103 = 9,8 МПа Коэффициенты: kt = 1,5; et =0,76; yt = 0,1 [2c166] Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям равный общему коэффициенту запаса прочности s = st = t-1/(kttv/et +yt tm) = 172/(1,5·9,8/0,76+0,1·9,8) = 8,4 > [s] = 2,5
Тихоходный вал Рассмотрим сечение Б-Б проходящее под коническим колесом Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки Материал вала сталь 45 нормализованная: σв = 570 МПа Пределы выносливости: - при изгибе σ-1 = 0,43σв = 0,43·570 = 245 МПа - при кручении t-1 = 0,58σ-1 = 0,58·245 = 142 МПа Суммарный изгибающий момент Ми = (45,72+ (35,1)2)1/2 = 58,0 Н·м Момент сопротивления изгибу, Wнетто = πd3/32 – bt1(d-t1)2/2d = = π453/32 – 14·5.5(45-5,5)2/2·45 = 7,61·103 мм3 Момент сопротивления кручению Wк нетто = πd3/16 – bt1(d-t1)2/2d = = π453/16 – 14·5.5(45-5,5)2/2·45 = 16,5·103 мм3 Амплитуда нормальных напряжений σv = Mи/Wнетто = 71,4·103/7,61·103 = 7,6 МПа Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений tv = tm = T2/2Wк нетто =154,6·103/2·16,5·103 = 4,7 МПа Коэффициенты: kσ= 1,6; eσ =0,87; kt = 1,5; et =0,75; yt = 0,1 [2c166] Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям sσ = σ-1/(kσσv/eσ) = 245/(1,6·7,6/0,87) =17,6 Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям st = t-1/(kttv/et + yt tm) = 142/(1,5·4,7/0,75 + 0,1·4,7) =14,4 Общий коэффициент запаса прочности s = sσst/(sσ2 + st2)0,5 =17,6·14,4/(17,62 +14,42)0,5 =11,2 > [s] = 2,5
Выбор посадок Посадки назначаем согласно рекомендациям [1c.263] Посадка зубчатых колес на вал Н7/р6; Посадка полумуфт на вал Н7/n6; Посадка внутренних колец подшипника на валы k6; Посадка наружных колец подшипника в корпус Н7
Смазка редуктора Смазка зубчатого зацепления Смазка зубчатого зацепления осуществляется путем окунания зубчатых колес в масляную ванну. Объем масляной ванны V = (0,5¸0,8)N = (0,5¸ 0,8)5,89 »4,0 л Рекомендуемое значение вязкости масла: при v = 3,9 м/с ® n =28·10-6 м2/с По этой величине выбираем масло индустриальное И-30А ГОСТ 20799-75 Смазка подшипников Смазка подшипниковых узлов пластичная - смазочным материалом УТ-1 ГОСТ 1957-73
Выбор и проверка муфты Для передачи вращающего момента с вала электродвигателя на ведущий вал редуктора выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую по ГОСТ 21424-75 допускаемым передаваемым моментом [T] = 250 Н·м и с внутренним диаметром полумуфт 32 и 38 мм. Расчетный вращающий момент передаваемый муфтой Тр = kТ1 = 1,9·57,2 = 108,7 Н·м < [T] Условие выполняется Сборка редуктора Перед сборкой внутреннюю поверхность корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: - на ведущий вал насаживают мазеудерживающее кольцо, втулку и роликоподшипники, предварительно нагретые в масле до 100 ºС, затем весь узел вставляют в стакан; - в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают колесо до упора в бурт вала, затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и предварительно нагретые, подшипники. Собранные валы укладывают в основание корпуса и редуктора и закрывают крышкой корпуса. Для центровки устанавливают крышку с помощью двух конических штифтов, затем затягивают болты, крепящие крышку к корпусу. После этого в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, устанавливают регулирующие прокладки и ставят крышки подшипников. Перед постановкой сквозных крышек в них вставляют манжетные уплотнения. На выходной конец ведущего вала в шпоночную канавку закладывают шпонку надевают и закрепляют полумуфту. Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия и жезловый мас- лоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, установленной техническими условиями.
Список литературы 1. Курсовое проектировании деталей машин. /С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с. 2. Чернилевский Д.В. Проектирование деталей машин и механизмов. – М.: Высш. шк. 1980. 3. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Высш. шк., 1991.–432 с. 4. Леликов О.П. Курсовое проектирование. – М. 1990 г. 5. Дунаев Н.В. Детали машин. Курсовое проектирование. – М. 2002 г. 6. Альбом деталей машин. 7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1-3 – М.:Машиностроение, 1978. 7. Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – Л.: Машиностроение, 1988. Содержание Техническое задание 1 Кинематический расчет 2 Расчет закрытой конической передачи 4 Предварительный расчет валов 5 Конструктивные элементы корпуса 6 Первый этап компоновки редуктора 7 Подбор и проверка подшипников 8 Проверка прочности шпоночных соединений 9 Уточненный расчет валов 10 Выбор посадок 11 Смазка редуктора 12 Выбор и проверка муфты 13 Сборка редуктора Список литературы
![]() ![]() Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... ![]() Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом... ![]() Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычислить, когда этот... ![]() Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|