Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Конструктивные элементы корпуса





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

d, мм D, мм B, мм C, кН C0, кН е Y
7208А 58,3 40,0 0,38 1,56

 

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.:

= (25892 + 7942)1/2 =2708 Н,

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.

= 106(58,3×103 /5145)10/3/60×968 =56267 часов,

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:

kσσ = 3,2 [1c.166]

kττ = 0,6 kσσ + 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/(kσσv = 297/3,2∙13,3 = 7,0

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

sτ = τ-1/[(kττv + 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

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

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.