Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
151901.КП.02000ПЗ
Разраб.
Курникова. .
Провер.
Альдебеньева
Т. Контр.
Н. Контр.
Утв.
Расчетная часть
Лит.
Листов
СаАТ гр. ТМ - 50
Реценз.
Масса
Масштаб
1:1
|| Расчетная часть
2.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет передач.
а) Определим требуемую мощность электродвигателя .
Рmp =
Рmp = = 3
Р2 - мощность ведомого вала
ηобщ - общий КПД привода
ηобщ = η1 * η22
η1 – кпд цилиндрической зубчатой передачи
η1 = 0.97
η2 – потеря мощности в подшипниках на обе опоры
η2 = 0.99
Подставим числовые значения вместо буквенных обозначений
ηобщ = 0.95
Определим ориентировочные значения частоты вращения двигателя. Примем передаточное число редуктора
ip =4
n2 =
n2 - частота вращения ведомого вала
ω2 - угловая скорость вращения вала
n2 = = 258 об/мин
n1= n2 * ip
n1= 258*4 = 1032
Подобрали двигатель АОП2 42-6
n1= 955 об/мин
P = 4кВт
Уточним передаточное число редуктора
ip=
ip= = 3.7
ω1 =
ω1= = 100
ω2=
ω2== 27
Определим вращающий момент на ведущем валу
Мвр1=
Мвр1= = 40*103 Н*мм
Мвр2= Мвр1* ip
Мвр2= 40*103 * 3.7 = 148*103 Н*мм
Сведем полученные данные в таблицу
|
Вал Ведущий |
n1= 955 об/мин |
ω1= 100 С-1 |
М1= 40*103 Н*мм |
|
Вал Ведомый |
n2= 258 об/мин |
ω2= 27 С-1 |
М2= 148 *103 Н*мм |
2.2 Расчет поверхности на контактную плоскость.
Подберем материал для шестерни. Сталь 45 – термообработка - улучшенная.
σв = 780 Н/мм2 ; σтек = 440 Н/мм2 ; НВ=230 кГс
Подберем материал для зубчатого колеса. Термообработка - нормализация.
σв=570 Н/мм2 ; σтек = 290 Н/мм2; НВ=190кГс
Определим допускаемое контактное напряжение.
σH1 =
σH1 = = = 441,7
σH2 =
σH2 = = 375
[nn] - 1,1…1,2
[KHL] – 1
σH = 375
Определим межосевое расстояние.
aω = (u+1)
aω = (3.7+1) = 4,7 = 4,51 = 4.7 = 4.7*34.4 = 161.7
aω = 161,6
По СТС 229 – 75
aω = 160
Определим модуль зацепления.
mn = 0,01* aω
mn1 = 0,01*160 = 1,6
mn2 = 0,02*160 = 3,2
По СТС СЭВ 310 – 76
mn = 2
Определим суммарное число зубьев.
Ƶ∑ = = = 160
Ƶ1 = = = 34
Ƶ2 = Ƶ∑ - Ƶ1 = 160 – 34 = 126
Определить основные размеры шестерного колеса.
Шестерня:
d1 =
d1 = = 68
da1 = d1+2mn
da1 = 68+2*2 = 72
df1 = d1 – 2,5*mn
df1 = 68 – 2,5*2 = 63
Колесо:
d2 =
d2 = = 252
da2 = d2 + 2mn
da2 = 252+2*2 = 256
df2 = d2 – 2,5*mn
df2 = 252 – 5 = 247
Определяем ширину колеса.
b2 = ψва*aω
b2 = 0,2*160 = 32
Определим ширину шестерни.
b1 = b2+5мм
b1 = 32+5 = 37
Определим окружную скорость колес и точности передачи.
ʊ =
ʊ = = = 3.4
Степень точности 8.
Определим силы действующие при зацеплении.
P =
P = = 1176.5 Н
Pr = Ptga
Pr = 0.6*0.36 = 423.5 Н
Проведем проверочный расчет по контактному напряжению.
σH =
σH= = 1.9 = 1.9 =1.9*= 1.9*196.4 = 380
= *100% = 0.013 *100% = 1.3%
Перегрузка 1.3%, что в пределах нормы.
2.3 Приблизительный расчет валов.
Выполняется как условный, в цели ориентировочного определения диаметров, при этом обычно определяется диаметр выходного конца вала, а затем по конструктивным соображениям назначают другие посадочные диаметры валов.
Определим диаметр хвостовика ведущего вала:
dхв1=
dхв1= = = = 20.12мм
По госту округляем до большего
dхв1 = 21 мм
dуп1= dхв1+ (2...4мм)
dуп1= 21+3= 24мм
dп1 = dуп1 + (3...7мм)
dп1 = 24+6= 30мм
dв1 = dп1 + (4...5мм)
dв1 = 30+4= 34 мм
Если dа1 <2dn1 — вал шестеренный
Если dа1 >2dn1 — шестерня одна
68>60
Изготавливаем шестерню насадную
Определяем диаметр буртика
dδ1= 34+10 = 44 мм
Определим диаметр хвостовика ведомого вала
dхв2=
dхв2= = = = 31.1мм
По госту округляем до большего
dхв2 = 32 мм
dуп2 = dхв2+ (2...4мм)
dуп2= 32+4= 36мм
dп2 = dуп2 + (3...7мм)
dп2 = 36+4= 40мм
dв2 = dп2 + (4...5мм)
dв2 = 40+4 = 44мм
Определим диаметр буртика
dδ2 = dв2 + (8…10)
dδ2 = 44+10= 54 мм
2.4 Конструктивные размеры корпуса редуктора.
1) Определим толщину стенки корпуса
δ = 0,025*аω+1
δ = 0,025*160 + 1= 5
Принимаем δ = 8мм
2) Определим толщину стенки крышки
δ1 = 0,02*аω+1
δ1 = 0,02*160+1= 4,2
Принимаем δ1 = 8мм
3) Определим толщину верхнего пояса корпуса
b = 1.5δ=12мм
4) Определим толщину нижнего корпуса крышки
b1 = 1.5δ1=12мм
5) Определяем толщину нижнего корпуса без крышки
p = 2.35*δ
p =2.35*8 = 18.8
6) Определим ребра основания корпуса
m =1*δ= 1*8= 8мм
7) Определяем ребро крышки
m1 = 1* δ = 1*8 = 8мм
8) Определим диаметр фундаментных болтов
d11=0,03*aω +12= 16.8
d12=0,036*aω +12=17.8
d1=M20
9)Определим диаметр болтов у подшипников
d21=0,7*d1=14
d22=0.75* d115
d2=M16
10) Определим диаметр болтов соединяющих основание корпуса с крышкой
d31=0.5* d1=10
d32=0.6* d1=12
d3=M10
11) Определим диаметр ступицы зубчатого колеса
dст= 1.6*dв2 = 70.4
12) Определим толщину оборота зубчатого колеса
δ0=4*mn = 8мм
13) Определим длину ступицы.
ℓст=1.5*dв2 = 66 мм
14) Определили толщину диска
с=0.3*в2 = 9.6 мм
2.5 Первый этап эскизной компоновки редуктора.
Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.
Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции — разрез по осям валок при снятой крышке редуктора; желательный масштаб 1 : 1, чертить тонкими линиями.
Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию; затем две вертикальные линии — оси валов на расстоянии aω = 160 мм.
Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое с валом; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.
Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса;
а) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса А1 = 10; при наличии ступицы зазор берется от торца ступицы;
б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А =
в) принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = ; если диаметр окружности вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от шестерни.
Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников dп1 = 30 мм и dп2 = 40 мм
По табл. ПЗ имеем:
|
Условное обозначение подшипника |
d |
D |
B |
Грузоподъемность, кН |
|
|
Размеры, мм |
C |
C0 |
|||
|
206 |
30 |
62 |
16 |
15.0 |
10.0 |
|
208 |
40 |
80 |
18 |
25.1 |
17.8 |
Решаем вопрос о смазке подшипников. Принимаем для подшипников пластичную смазку. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичной смазки жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца. Их ширина определяет размер у= 10 мм.
Замером находим расстояния на ведущем валу ℓ1 = 47мм и на ведомом валу ℓ2 = 47мм.
Принимаем окончательно ℓ1 = ℓ2= 47.
2.6 Подбор подшипников в редукторах для обеих опор вала.
Проводят по более нагруженной опоре, при этом принимают подшипники одного типоразмера.
1) Проведем проверку долговечности для ведущего вала
Схема усилий
Fr
2) Определим реакцию опор.
Rx1 = Rx2 = =
Rx1 = = 588.25 H
Ry1 = ( Fr* ℓ 1 + P)
Ry1= (423.5*45+0*) = 0.0106382978723404*19904.5 = 211.75
Ry2 = ( Fr*ℓ2 - P)
Ry2=(423.5*45-0*) = 0.0106382978723404*19904.5 = 211.75
Проверка:
Ry1+ Ry2 – Fr= 211.75+211.75-123.5 = 0
3) Суммарные значения
Fr1= R1=
Fr1 = == =
= = 625.2
Fr2 = R2= =625.2 H
4)Fэ = (XVFr + YF )KσKm
Fэ = (1*1*625.2+ 0*0)*1*1.2= 900.288 Н
5) Определим расточную долговечность ведущего вала
L= ( )3
L= ()3= 16.663= 4624.08
Ln=
Ln== 8069948
1) Проведем проверку для ведомого вала
Схема усилий
2) определим реакцию опор
Rx1 = Rx2 = = = 588.25 H
Ry1 = Ry2= 211.75 Н
Проверка
Ry1+ Ry2 – Fr= 211.75+211.75-423.5 =0
3) Суммарные значения
Fr1= R1= 625.2 H
Fr2= R2= 625.2 H
4)Fэ = 900.288
5) Определим расточную долговечность ведущего вала
L= ( )3= ()3=27.883= 216.71
Ln== = 14
2.7 Второй этап эскизной компоновки редуктора.
Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.
Примерный порядок выполнения следующий:
Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее
Шестерню выполняем за одно целое с валом.
Конструируем узел ведущего вала:
а) Наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстояние l1. Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения (можно вычерчивать одну половину подшипника, а для второй половины нанести габариты);
б) Между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающне кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1—2 мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец.
Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники. Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников;
в) Вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной 1 мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем свидетельствует, вырыв на плоскости разъема.
Войлочные и фетровые уплотнения применяют главным образом в узлах, заполненных пластичной смазкой. Уплотнения манжетного типа широко используют как при пластичных, так и при жидких смазочных материалах;
г) Переход вала 40 к присоединительному концу 32 мм выполняют на расстоянии 10—15 мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крышки.
Длина присоединительного конца вала 32 мм определяется длиной ступицы муфты.
Аналогично конструируем узел ведомого вала. Обратим внимание на следующие особенности:
а) Для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки — с другой; место перехода вала от 65мм к 60мм смещаем на 2 — 3мм внутрь распорной втулки с тем, чтобы гарантировать прижатие мазеудерживающего кольца к торцу втулки (а не к заплечику вала!).
б) Отложив от середины редуктора расстояние l2, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;
в) Вычерчиваем мазеудержнвающие кольца, крышки подшипников с прокладками и болтами;
2.8 Подбор муфт.
Для соединения вала двигателя с ведущим валом редуктора и ведомым валом с валом рабочей части машины принимаем муфты упругие втулочно - нальцевые.
Муфты подбирают по D хвостовика и по величине расчетного момента.
Подберем муфту для ведущего вала.
Lхв1 = 50 - длина хвостовика ведущего вала.
Подберем муфту для ведомого вала.
Lхв2 = 80 - длина хвостовика ведомого вала.
2.9 Подбор шпонок.
Для соединения валов с деталями применяют призматические шпонки, изготовленные из стали 45.
Подберем шпонку для хвостовика ведущего вала.
h = 6
b = 6
d = 21
t1 = 3.5
t2 = 2.8
ℓшп = ℓхв1 – 5мм = 45мм
ℓшп = 45
Шпонка 6*6*45 СТС ЭВ 189-75
Проверим шпонку на смятие.
σсм = = = 34
τср = =
Подберем шпонку для шестерни.
b = 10
h = 8
t1 = 5
t2 = 3.3
d = 34
ℓшп = в1 – 5 = 32
ℓшп = 32
σсм = = = 24.5
τср = = = 7.4
Подберем шпонку для хвостовика ведомого вала.
b = 10
d = 32
h = 8
t1 = 5
t2 = 3.3
ℓшп = ℓхв2 – 5 = 75
ℓшп = 70
σсм = = = 44.05
τср = = = 13.2
Подберем шпонку для шестерни.
b = 12
h = 8
t1 = 5
t2 = 3.3
d = 44
ℓшп = ℓст – 5 = 61
ℓшп = 56
σсм = = = = 40
τср = = = 8.8
2.10 Уточненный расчет валов.
1. Определим коэффициент запаса прочности для хвостовика ведущего вала.
nσ1 = = = 5.4
nτ1 = =
n1 = = = 4
2. Определим коэффициент запаса прочности для шестерни.
nσ2 =
nτ2 = =
n2 = = = 15.9
3. Определим коэффициент запаса прочность для хвостовика ведомого вала.
nσ3 = = 4.9
nτ3 = =
n3 = =
4. Определим коэффициент запаса прочности для шестерни.
nσ4 = = = 12.6
nτ4 =
n4 = = = 9.2
Изм.
Лист
№ документа
Подпись
Дата
Лист
151901.КП.02000ПЗ
Разраб.
Курникова. .
Провер.
Альдебеньева
Т. Контр.
Н. Контр.
Утв.
Содержание
Лит.
Листов
СаАТ гр. ТМ - 50
Реценз.
Масса
Масштаб
1:1
||| Конструктивно- технологическая часть
3.1. Посадка основных деталей редуктора
Посадки основных деталей редукторов, а также шкивов звездочек и муфт даны в таблице. При всех посадках для передач вращающего момента следует применять шпонки или шлицы.
|
По ст сэв 144-75 |
По ост |
Примеры применения |
|
Прессовая |
Зубчатые и червячные колеса на валы при тяжелых ударных нагрузках |
|
|
Легкопрессовая |
Зубчатые и червячные колеса и зубчатые муфты на валы. Венцы червячных колес на центр. |
|
|
Глухая |
Шестерни на валах электродвигателей, фрикционные и кулачковые муфты, червячные венцы |
|
|
Скользящая |
Стаканы под подшипники качения в корпус, распорные втулки |
|
|
Крышки торцовые узлов на подшипниках качения |
||
|
Отклонение вала к6 |
Напряженная подшипниковая Нп |
Внутренние кольца подшипников качения на валы |
|
Отклонение отверстия |
Скользящая подшипниковая Сп |
Наружные кольца подшипников качения в корпус |
3.2 .Смазка редуктора
Смазываете зубчатых и червячных зацеплений и подшипников* уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, а также предохраняет детали от коррозии. С'нижение потерь на трение обеспечивает повышение КПД редуктору.
По способу подвода смазочного материала к зацеплению различают картерное и циркуляционное смазывание.
Картерное смазывание осуществляется окунанием зубчатых и червячных колес (или черняков) в масло, заливаемое внутрь корпуса. Это смазывание применяют при окружных скоростях в зацеплении зубчатых передач до v 12 м/с, в зацеплении червячных передач при окружной скорости червяка до v < 10 м/с. При большей скорости масло сбрасывается центробежной силой. Зубчатые и червячные колеса погружают в масло на высоту зуба, а червяк (расположенный внизу) — на высоту витка, но не выше центра нижнего тела качения подшипника. Зубья конических колес погружают в масло на всю длину.
В косозубых передачах масло выжимается зубьями в одну сторону, а в червячных редукторах червяк, погруженный в масло, гонит масло к подшипнику. В том и другом случае для предотвращения обильного забрасывания масла в подшипники устанавливают маслозащитные кольца (см. гл. IX).
Циркуляционное смазывание применяют при окружной скорости v 8 м/с. Масло из картера или бака подается насосом в места смазывания по трубопроводу через сопла или при широких колесах через коллекторы.
Возможна подача масла от централизованной смазочной системы, обслуживающей несколько агрегатов.
Назначение сорта масла зависит от контактного давления в зубьях и от окружной скорости колеса. С увеличением контактного давления масло должно обладать большей вязкостью; с увеличением окружной скорости вязкость масла должна быть меньше.
Выбор сорта масла начинают с определения необходимой кинематической вязкости масла: для зубчатых передач — в зависимости от окружной скорости для червячных передач — от скорости скольжения. Затем по найденному значению вязкости выбирают соответствующее масло по табл.
Контроль уровня масла, находящегося в корпусе редуктора, производят с помощью маслоуказателей.
Для возможности контроля уровня масла во время работы редуктора применяют закрытые жезловые маслоуказатели.
Фонарный маслоуказатель. Через нижнее отверстие в стенке корпуса масло проходит в полость маслоуказателя; через верхнее отверстие маслоуказатель сообщается с воздухом в корпусе редуктора.
3.3 Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100 оС;
в ведомый вал закладывают шпонку 18 х 11 х 70 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.
Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают звездочку и закрепляют ее торцовым креплением: винт торцового крепления стопорят специальной планкой.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.
Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
|||| Список используемой литературы.
1)Курсовое проектирование деталей машин С.А. Чернавский , К.Н Боков, И.М. Чернин
2)Детали машин Н.Г Куклин, Г.С. Куклина
3)Технология машиностроения В.В. Данилевский
4)Черчение А.Д Ботвинников, В.Н Виноградов
5)Редукторы: конструкции и расчет М.И. Анфимов
6) Детали машин: высшее образование С.И. Тимофеев.
7) Справочник конструктора-машиностроителя В. И. Анурьев
8)Справочник машиностроителя Ципкин В.В., Бельземин Р.Д.