КАТЕГОРИИ:
Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)
|
Подбор подшипников
Ведущий вал
Из предыдущих расчётов:
Fa=…H;
Fr=…H;
Ft=…H.
Из первого этапа компоновки:
L1=…м.
Составляем расчётную схему вала:
Реакции опор:
Горизонтальная плоскость:
Rx1=Rx2=Ft/2=…=…Н
Вертикальная плоскость:
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
 =…Нм
 =…Н
 =…Н
Проверка: 
…=0
0=0
Суммарные реакции:
 =…Н
 =…Н
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 1.
Намечаем шариковые радиальные однорядные подшипники №… (ГОСТ8338-75), для которых:
d=…мм; D=…мм; B=…мм; C=…Н; Cо=…Н.
Эквивалентная динамическая нагрузка определяется по формуле:
где R1 –радиальная нагрузка;
R1=…H;
Fa –осевая нагрузка;
Fa=…H;
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
V –коэффициент вращения кольца;
V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно направления радиальной нагрузки;
Kб –коэффициент безопасности;
Kб=1;
Кт –температурный коэффициент;
Kт=1 при рабочей температуре подшипника менее 100ºС.
Значения коэффициентов Х, У определяются в зависимости от отношения Fa/Cо.
Fa/Cо=…=…
Этой величине соответствует коэффициент осевого нагружения е=...
Сравниваем отношения Fa/R1 с коэффициентом е:
Fa/R1 =…=… > …
При этом Х=…; У=…
Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:
 Н
Расчётная долговечность в миллионах оборотов определяется по формуле:
 =…млн.об.
Расчётная долговечность в часах:
где n1 –частота вращения ведущего вала редуктора.
 =…часов
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
|
Ведомый вал несёт такие же нагрузки, как и ведущий:
Fa=…H;
Fr=…H;
Ft=…H.
Нагрузка на вал от муфты Fм=…Н.
Из первого этапа компоновки:
L2=…м.
L3=…м.
Составляем расчётную схему вала:
Реакции опор:
Горизонтальная плоскость
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
 =….Н
 =…Н
Проверка:
… = 0
0=0
Вертикальная плоскость:
 =…Нм
 =…Н
 =…Н
Проверка:
…= 0
0=0
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
Суммарные реакции:
 =…Н
 =…Н
Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 4.
Намечаем шариковые радиальные однорядные подшипники №… (ГОСТ8338-75), для которых:
d=…мм; D=…мм; B=…мм; C=…Н; Cо=…Н.
Fa/Cо =…=…
Этой величине соответствует коэффициент осевого нагружения е=...
Сравниваем отношения Fa/R4 с коэффициентом е:
Fa/R4 =…=… < е
При этом Х=…; У=…
Эквивалентная динамическая нагрузка:
 =…Н
Расчётная долговечность в миллионах оборотов:
 =…млн.об.
Расчётная долговечность в часах:
где n2 –частота вращения ведомого вала редуктора.
 =…часов
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
7 Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360–78.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Напряжения смятия и условие прочности по формуле:
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице.
σcм.adm = 100…..120 Мпа
Ведущий вал: d=…мм; bхh=…х…мм; t1=…мм; длина шпонки L=…мм; момент на ведущем валу Те1=…Н·мм.
 =…. МПа
σcм maх < σcм.adm
Ведомый вал:
Из двух шпонок – под зубчатым колесом и на выходном конце вала – более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку на выходном конце вала:
d=…мм; bхh=…х…мм; t1=…мм; длина шпонки L=…мм; момент Те2=…Н·мм.
 =… МПа
σcм max < σcм.adm
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
8 Уточнённый расчёт валов
8.1 Ведущий вал
Выполнение уточнённого расчёта ведущего вала не имеет смысла, так как его диаметр был преднамеренно увеличен для того, чтобы соединить вал двигателя и выходной конец ведущего вала стандартной муфтой, чем был обеспечен запас прочности.
8.2 Ведомый вал
Составляем расчётную схему нагружения вала, используя значения реакций опор в двух плоскостях, полученные при подборе подшипников.
Устанавливаем два предполагаемых опасных сечения, подлежащих проверке на усталостную прочность: сечение А-А, проходящее через середину венца зубчатого колеса (dk2=…мм), и сечение Б-Б, проходящее через опору у выходного конца вала (dп2=…мм).
Для этих сечений соблюдается условие:
S ≥ Sadm
где Sadm -заданный или требуемый коэффициент запаса прочности.
Sadm = 1,3….2,1[6,с.145].
S -расчётный коэффициент запаса прочности
где Sσ, Sτ –коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям:
где σ-1 и τ–1 –пределы выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле изгиба и кручения.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
Для углеродистых конструкционных сталей
σ-1= 0,43 · σu
τ–1= 0,58 · σ-1
Для стали 45 σu=..560МПа.
σ-1 = 0,43 · 560= 240,8МПа
τ–1 = 0,58 ·240,8= 139,7МПа
σа и τа –амплитуды напряжений цикла;
σm и τm –средние напряжения цикла;
Ψσ и Ψτ –коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений;
где Кσ и Кτ -эффективные коэффициенты концентраций напряжений;
Кd –коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
КF –коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности.
В расчётах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному, а касательные по отнулевому циклу.
Для симметричного цикла:
σm = 0
σa =σu= Mu/Wxнетто
где Ми – результирующий изгибающий момент,
где Мх, Му - изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях;
Wхнетто –осевой момент сопротивления сечения при изгибе.
Для отнулевого цикла:
τа = τm = τ/2 = T/2Wpнетто
где Т –крутящий момент;
Wрнетто –полярный момент сопротивления сечения при кручении.
Сечение А-А:
Концентратор напряжений – шпоночный паз.
Кσ =…; Кτ =…; Кd=…; КF=…; ψσ =0,2; ψτ=0,1
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
 = …мм3
 =… мм3
Сечение Б-Б:
Концентратор напряжений – прессовая посадка.
Кσ/Кd =…; Кτ/Кd=…; КF =…; ψσ =0,2; ψτ=0,1
 =…мм3
 =…мм3
Для определения изгибающих моментов строим эпюры моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Горизонтальная плоскость:
МxI = 0;
МxII = Rx3· L2 = …= …Н·м;
МxIII = Rx3 · 2L2 + Ft · L2 … =…Н·м;
МxIII (спр) = Fm· L3 = …= …Н·м;
МxIV =0.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
Вертикальная плоскость:
МyI =0;
МyII =Ry3·L2 = … = …Н·м;
МyII(c)=Ry3·L2 + m = … = …Н·м;
МyII (спр) =Ry4·L2 = … = …Н·м;
МyIII=0.
Из эпюр:
Сечение А-А:
МU1Г=…H·м;
МU1B=…H·м.
 =….H·м;
σ u =…/…= …МПа;
τ= …/2·… = …МПа.
Сечение Б-Б:
МU2Г=…Н·м;
МU2B=0;
МU2=MU2Г =….H·м.
σu=…/…. = …МПа;
τ= …/2·…= …МПа.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
S >Sadm
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
| 9 Выбор посадок
Посадка зубчатого колеса на вал H7/p6 по ГОСТ 25347–82.
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6
Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по H7
Мазеудерживающие кольца H7/k6
Распорная втулка H7/p6
Манжета армированная h8
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
10 Смазка редуктора
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10мм. Объем масляной ванны V определяем из расчета 0,25дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности:
V = 0,25·…= … дм3
Устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σH=…МПа и скорости v=…м/с, рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна …·10  м²/с.
Принимаем масло индустриальное И-…A
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1, периодически пополняем его шприцем через пресс-маслёнки.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
| 11 Описание конструкции и сборки редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборка производится в следующей последовательности:
На ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шариковые радиальные однорядные подшипники, предварительно нагретые в масле до 80 - 100°С.
В ведомый вал закладывают шпонку b×h×l=…×…×… и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шариковые радиальные однорядные подшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком.
После этого на ведомый вал надевают распорные кольца, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.
Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжеточные уплотнители, пропитанные горячим маслом.
Проверяют заклинивание подшипников.
Ввёртывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и закрепляют фонарный маслоуказатель.
Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
| 12 Технико-экономические показатели
12.1 Важным показателем совершенства конструкции является условие равной прочности и долговечности всех элементов, поскольку наличие в конструкции хотя бы одного недостаточно прочного или недостаточно долговечного элемента снижает надёжность конструкции в целом. Но при проектировании редукторов оказалась оправданной система, при которой различные элементы конструкции рассчитывают на различную долговечность или на различный ресурс наработки до предельного состояния, поэтому в данной конструкции редуктора валы рассчитаны на неограниченный, а подшипники на ограниченный ресурс. При этом предусмотрена замена подшипников при очередных плановых ремонтах. В противном случае расчёт подшипников на большой ресурс мог бы привести к неоправданному завышению веса и габаритов конструкции. Главное, на что было обращено внимание при проектировании – чтобы ни один из этих элементов не выходил из строя раньше намеченного срока главного ремонта.
12.2 В проекте нами широко использованы стандартные изделия (подшипники, муфты, крепёжные детали, уплотнения, сливные пробки, пробки отдушин и т.д.), а также стандарты на различные элементы деталей (выточки, галтели, литейные уклоны, заплечики и т.д.).
Этот важный технико-экономический фактор обеспечил:
12.2.1 Уменьшение объёма конструкторских работ, благодаря сокращению вновь проектируемых узлов и деталей, и выполненных чертежей.
12.2.2 Снижение сроков изготовления и общей стоимости изделия за счёт применения стандартной технологии, готовых (покупных) относительно дешёвых стандартных изделий и инструментов.
12.2.3 Регламентацию всех характеристик стандартизованных объектов, что даёт возможность централизации их производства, международного обмена и лёгкой замены во время эксплуатации и ремонта.
12.3 На всех стадиях проектирования редуктора соблюдался принцип унификации, направленный на повышение технико-экономических показателей конструкции, при этом учитывались типы и размеры подшипников качения, модули зубчатых колес, крепёжные детали, посадочные размеры и материалы. После разработки сборочных чертежей проведён окончательный анализ конструкции с целью унификации и получены следующие выводы:
12.3.1 Унификация модулей зубьев уменьшает номенклатуру зуборезного инструмента.
12.3.2 Унификация посадочных размеров снижает номенклатуру контрольных калибров.
12.3.3 Унификация крепёжных деталей уменьшает комплект гаечных ключей и количество запасных деталей, упрощает ремонтное обслуживание и эксплуатацию.
12.4 Назначение посадок, допусков, степеней точности, шероховатостей поверхностей деталей выполнено с позиции их влияния на эксплуатационные свойства редукторов и согласовано с технологическими возможностями производства редукторов, поскольку необоснованно высокие требования повысили
бы себестоимость редукторов, не улучшая их качества. Выбранные степени точности наиболее экономичны для редукторов общего назначения.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
|
Использована наиболее распространённая система отверстия, поскольку сокращается номенклатура дорогих инструментов для отверстий.
12.5 Экономические аспекты при проектировании проявляются при выборе материалов, термообработки, упрочняющей технологии, формы и способа изготовления детали. Технологичность деталей и узлов является одним из важнейших условий в создании машин с оптимальными технико-экономическими показателями. При серийном производстве наиболее экономичным является формообразование деталей методом литья или пластическим деформированием (обработка давлением) в отличие от формообразования снятием стружки. При этом ускоряется процесс производства, уменьшается расход материалов и снижаются затраты на электроэнергию и инструмент.
12.6 Поскольку до 50% общей трудоёмкости изготовления редуктора падает на сборочные операции, а от качества сборки в большей степени зависит внимание осуществлению удобной сборки и разборки, были исключены ручные операции, неправильное взаимное положение сопряжённых узлов (например, с помощью штифтов и болтов, устанавливаемых без зазора). Было уменьшено число деталей, сделана удобная компоновка узлов с легко доступными местами крепления.
12.7 Экономичность, надёжность, долговечность, КПД, виброактивность, интенсивность шума и другие показатели редуктора в большой степени зависят от изнашивания рабочих поверхностей деталей. Трение и изнашивание наносят огромный ущерб народному хозяйству. Установлено, что 85…90% машин выходят из строя в результате изнашивания деталей и только 10…15% -по другим причинам, например, из-за поломок, которые в свою очередь являются следствием изменений условий работы, вызванных износом сопряжённых поверхностей, особенно это касается износа зубьев зубчатых колёс редуктора, который снижает их изгибную прочность и выносливость. Поэтому при расчёте зубчатой передачи были использованы все рекомендации ГОСТ 21354-87, позволяющие максимально уменьшить износ зубчатых колёс и увеличить их надёжность.
Для снижения коррозионно-механического изнашивания использованы рекомендации последних исследований по вопросу смазки и смазочных устройств. Эти исследования убедительно доказывают, что усовершенствованные смазки являются наиболее эффективной мерой, направленной на повышение несущей способности и долговечности редуктора.
12.8 При оценке экономичности редуктора учтены затраты на материалы, изготовление и эксплуатацию, поскольку одним из важнейших показателей при такой оценке является массогабаритный характер.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
| Заключение
В результате выполнения задания по курсовому проектированию была разработана типовая конструкция одноступенчатого горизонтального цилиндрического косозубого редуктора общего назначения. Данный редуктор предназначен для длительной работы.
Выполнение задания разделено на 2 этапа. Первым этапом задания является пояснительная записка, а вторым – графическая часть.
Пояснительная записка состоит из необходимых расчетов отдельных деталей и узлов редуктора и содержит пояснения этих расчетов.
Графическая часть включает в себя три чертежа: два рабочих и один сборочный. Рабочие чертежи выполнены на тихоходный вал и зубчатое колесо редуктора. Сборочный чертеж выполнен на полнокомплектный редуктор и сопровождается соответствующей спецификацией.
Пояснительная записка и чертежи выполнены в соответствии со всеми требованиями, предъявляемыми к нормативно-технической документации на производстве.
В процессе проектирования редуктора были усвоены и закреплены знания по следующим предметам: теоретическая механика; сопротивление материалов; детали машин; техническая графика; допуски, посадки и технические измерения; стандартизация и качество продукции.
Спроектированный редуктор может применяться для привода различных типов рабочих машин – например ленточных конвейеров – и соответствует всем нормам, предъявляемым к данному типу редукторов.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
| Список литературы
1. ГОСТ 21354 – 87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчёт на прочность.
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин, - М.: Высшая школа, 1985. –416с.
3. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцов Б.С. Расчёты деталей машин, - Мн.: Вышэйшая школа, 1986. –400с.
4. Скойбеда А.Т. Детали машин и основы конструирования. – Мн.: Вышэйшая школа, 2000. –516с.
5. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин - М.: Машиностроение, 1987. –416с.
6. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Высшая школа, 1991. –432с.
|
|
|
|
|
|
|
КП 2 -37 01 06….. 00. ПЗ
| Лист
|
|
|
|
|
|
|
|
| Изм
| Лист
| №докум.
| Подп.
| Дата
|
| | | | | | | | | | | | | | |