67674

Проект редуктора нереверсивного с использованием программы Solid Works 2005

Курсовая

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного задания. Наиболее распространены горизонтальные редукторы. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми и круговыми зубьями.

Русский

2014-09-13

1.13 MB

5 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Белорусский национальный технический университет

Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»

КУРСОВОЙ ПРЕКТ 

                                                                                  Выполнил:               Гайдучёнок С.К.  

                                                                                                                         гр. 103152   

                                                                                Проверил:               Бондаренко А.Г.

2005
СОДЕРЖАНИЕ

1. Назначение устройства и область применения передач привода…3

2. Выбор электродвигателя, разбивка общего передаточного отношения по ступеням, кинематический и силовой расчёт………...5

3. Расчёт открытых передач……………………………………………7

4. Выбор материалов и назначение их твёрдости, расчёт допускае-

мых напряжений [σН]  и    [σF], расчёт геометрии и проверочные расчёты зубчатых передач по напряжениям [σН] и [σF]……………...8

5. Проектный и проверочный расчёт валов привода по двум

сечениям………………………………………………………………..9

6. Расчёт подшипников по динамической грузоподъёмности…….10

7. Расчёт соединения  вал-ступица…………………………………..12

8. Назначение посадок и допусков на детали……………………….13

9.Описание сборки, регулировки и смазки………………………….14

10. Составление спецификаций к монтажному и сборочному

чертежам………………………………………………………………17

[0.1] МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

[0.2] Белорусский национальный технический университет

[0.3] Кафедра «Детали машин, ПТМ и М»

[0.4] КУРСОВОЙ ПРЕКТ

[0.5]                                                                                   Выполнил:               Гайдучёнок С.К.  

[0.6]                                                                                                                          гр. 103152   

[0.7]                                                                                 Проверил:               Бондаренко А.Г.

[0.8] 2005
СОДЕРЖАНИЕ

[1]
2 Выбор электродвигателя, разбивка общего и передаточного отношения по ступеням, кинематический и силовой расчёт.

[1.1] а) Выбор электродвигателя

[1.2] Мощность на выходном валу      P6=4,5 кВт

[1.3] По таблице 5.4 [1] принимаем значения КПД:

[1.4]            б) Разбивка общего и передаточного отношения по ступеням

[2] в) кинематический и силовой расчёт.

[2.1] Определяем частоты вращения валов:

[2.2] Определяем крутящие моменты на валах:

[3] 3. Расчёт открытых передач

[3.1] а) Расчет клиноременной передачи.

[3.2] б) Расчет цепной передачи

[3.3] а) Выбор материала и термообработки зубчатых колес

[3.4] б) Определение допускаемого контактного напряжения

[3.5] в) Определение допускаемого напряжения изгиба

[3.6] г) Расчет цилиндрической зубчатой передачи

[3.7] д) Проверочный расчет на прочность при изгибе.

[3.8] а) Выбор материала и термообработки зубчатых колес

[3.9] б) Определение допускаемого контактного напряжения

[3.10] в) Определение допускаемого напряжения изгиба

[4] ОПРЕДЕЛЯЕМ СИЛЫ ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ВАЛЫ

[5] Опасное сечение попадает под колесо. 12 РАСЧЕТ ВАЛОВ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ

[6]

[7] 7. Расчёт подшипников по динамической грузоподъёмности

[7.1]           Смазывание подшипников

[8]
ЛИТЕРАТУРА

1 Назначение устройства и область применения передач привода

Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора - понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники, муфты и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения.

Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного задания. Наиболее распространены горизонтальные редукторы. Как горизонтальные, так и вертикальные редукторы могут иметь колеса с прямыми, косыми и круговыми зубьями. Корпус чаще всего выполняют литым чугуном, реже сварным стальным. Валы  монтируются на подшипниках качения или скольжения. Выбор горизонтальной или вертикальной схемы для редукторов всех типов обусловлен общей компоновкой привода.

Спроектированный в настоящем курсовом  проекте  редуктор соответствует условиям технического задания.

Редуктор нереверсивный. Он может применяться в приводах быстроходных конвейеров, транспортеров, элеваторов, других рабочих машин.

Конструкция редуктора отвечает требованиям техническим и сборочным. Конструкции многих узлов и деталей редуктора учитывают особенности среднесерийного производства.

В работе над курсовым проектом широко применялась стандартизация и унификация.

Для выполнения данного курсового проекта была использована программа             Solid Works2005.


2 Выбор электродвигателя, разбивка общего и передаточного отношения по ступеням
, кинематический и силовой расчёт.

а) Выбор электродвигателя

В техническом задании указано, что:

-конструктивные особенности привода– привод с параллельными осями.

-вал двигателя и входной вал редуктора соединяются по средству клиноременной передачи.

-соединение вала редуктора и вала рабочего органа осуществляется при помощи цепной передачи.

-первая ступень– цилиндрическая косозубая передача.  

-последняя ступень– цилиндрическая косозубая  передача.

Кинематическая схема привода приведена на рис. 1.

Рисунок 1—Кинематическая схема привода.

Мощность на выходном валу      P6=4,5 кВт

По таблице 5.4 [1] принимаем значения КПД:

-подшипников hп=0,99;

-цепной передачи hЦ=0,91;

-цилиндрической передачи hЦЗ=0,96;

-клиноременной  передачи hКР=0,94.

Общий КПД привода:

;

Требуемая мощность электродвигателя:

;

Определяем требуемую частоту вращения вала электродвигателя:

;

По таблице 5.11 принимаем трехфазный асинхронный короткозамкнутый закрытый обдуваемый двигатель АИР132S4 с синхронной частотой вращения nc=1500 об/мин, номинальной мощностью Рном=7,5 кВт

           б) Разбивка общего и передаточного отношения по ступеням

По таблице 5.5 1 принимаем значения передаточных чисел (следует учитывать то, что на приведённой схеме изображён соосный редуктор):

-первой (быстроходной) ступени редуктора UБ=3,15;

-последней (тихоходной) ступени редуктора UТ=3,15;

-клиноременной передачи редуктора UКР=1,3;

-цепной передачи UЦ=1,55.

Тогда общее передаточное число редуктора:

;

Ошибка передаточного отношения  0,75%

в) кинематический и силовой расчёт.

Определение мощности на валах редуктора производится с учётом потерь мощности в подшипниках и передачах.

                                                   

;

;

;

;

Определяем частоты вращения валов:

;

;

;

;

;

Определяем крутящие моменты на валах:

;

;

;

;

;

;

3. Расчёт открытых передач

а) Расчет клиноременной передачи.

Выбираем сечение ремня

Так как P1=7,5 кВт и n1=1450мин-1, то [1]  рис.7,5  выбираем сечение ремня типа Б

По т. 7.3 [1] выбираем минимальный диаметр ведущего шкива - d1min

d1min=160 мм

Определяем  диаметр ведомого шкива – d2min

d2= d1·u(1-ε)=160·1,3(1-0.02)=203,8 мм

Определяем фактическое передаточное число

Определяем погрешность передаточного числа

1,88%<3%-что допустимо

Определяем межосевое расстояние

аmin=0,55(d1+d2) =0.55(160+200)=198 мм

amax =2(d1+d2)=2·(160+200)=720 мм

a=(аmin+ amax)/2=(198+720)/2=459 мм

Примем а=500 мм

Определяем расчетную длину

мм

Принимаем длину ремня L=1600 мм

Угол обхвата шкива

Скорость ремня

Определяем количество ремней по формуле 7,4 [1]

z=Pном/(PР*СZ)=7,5/(3,56*0,95)  =2,24

где Рном – мощность передаваемая клиноременной передачей

РР – мощность передаваемая одним ремнём

СZ   -коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте, табл. 7,13 [1]              

[Pр]=[P0] ·cα·cl / cp =3,87·0,98·0,93/1=3,56кВт

Где Ск – коэффициент, учитывающий число ремней в передаче;

Ср – коэффициент, учитывающий динамичность нагружения передачи и режим её работы, табл. 7,11  [1];

Cl – коэффициент, учитывающий длину ремня, табл. 7,10  [1];

Сα – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата табл. 7,9 [1]

P0=3,87;  cp=1;  cα=0,98; cl=0,93;

Количество ремней примем равным 3.

Определяем силу предварительного натяжения одного ремня по формуле 7,9 [1]

Н

Определяем окружную силу

Ft=Pном·103/v=7,5·103/12.14=617,7 H

Определяем нагрузку на валы передачи по формуле 7,8 [1]

Fв=2F0zsin(0,5α)=2·184·3·0,999=1103 H

Проводим проверочный расчет на долговечность клиноременной передачи по формуле 7,10 [1]

где σу – предел выносливости ремня;

σmax – максимальное напряжение в ремне;

Си – коэффициент, учитывающий влияние разной степени изгиба ремня на малом и большом шкивах;

Zш – число шкивов.

N0=4.7·106 МПа, σУ=9 МПа zш=2

Определяем максимальное напряжение в ремне по формуле

где σр –напряжение растяжения в ремне;

σи – напряжение изгиба в ремне.

Определяем напряжение растяжения в ремне

Определяем напряжение изгиба в ремне

где Е –модуль упругости при изгибе ремня;

y – расстояние от крайние от крайних волокон несущего слоя до нейтральной линии      ремня

ρ – плотность ремня.

Делаем проверку на прочность ремня

 

Определяем коэффициент учитывающий, влияние разной степени изгиба ремня на малом и большом шкивах по формуле

Так как срок службы ремня меньше срока службы привода, то в процессе эксплуатации привода предусмотреть 2 замены ремней (через 6400 часов).

б) Расчет цепной передачи

Принимаем число зубьев малой звездочки в зависимости от передаточного числа:

.

Определяем число зубьев ведомой звездочки:

Для более равномерного износа зубьев звездочки принимаем нечетное число зубьев .

Определяем коэффициент эксплуатации по формуле ссс

где КД –коэффициент, учитывающий динамичность передаваемой нагрузки;

Ка - коэффициент, учитывающий длину цепи;

КР - коэффициент, учитывающий способ регулировки натяжения цепи;

Кс - коэффициент, учитывающий качество смазки и условия работы;

Креж - коэффициент, учитывающий режим работы передачи.

Принимаем  ;.

Тогда коэффициент эксплуатации 3.3.4 [5]

Определяем расчётную мощность, передаваемую цепью по формуле

где Кz – коэффициент числа зубьев;

Кn – коэффициент частоты вращения;

Кряд - коэффициент, учитывающий число рядов цепи.

Определяем коэффициент числа зубьев по формуле

Определяем коэффициент частоты вращения по формуле

Основные параметры однорядной роликовой цепи

Определяемые величины и расчетные уравнения

Характеристика цепи по ГОСТ 13568-75

      Шаг цепи p, мм

31,75

разрушающая нагрузка Q, Н

89000

ширина внутреннего звена B, мм

19,05

диаметр оси d, мм

19,05

масса одного погонного метра цепи

3,8

Проекция опорной поверхности шарнира , мм2

362,9

Средняя скорость цепи , м/с

1.6

Число звеньев цепи

142

Допускаема частота вращения меньшей звездочки, об/мин

1500

Число ударов цепи в секунду , с-1

0.7

Допускаемое значение по ГОСТ, с-1

25

Полезное рабочее усилие , Н

4065

Давление в шарнирах , Н/мм

10.66

Допускаемое значение  по ГОСТ, Н/мм

29

Для заданных условий работы пригодна цепь с шагом  мм, т.к. она обеспечивает допускаемый запас прочности, наименьшее давление на валы. Исходя из этого, принимаем цепь ПР31.75-8900 ГОСТ 13568-75.


4. Выбор материалов и назначение их твёрдости, расчёт допускаемых напряжений [σ
Н]  и    [σF], расчёт геометрии и проверочные расчёты зубчатых передач по напряжениям [σН]  и    [σF].

Тихоходная ступень

а) Выбор материала и термообработки зубчатых колес

По рекомендациям из справочных таблиц принимаем для изготовления шестерни и колес Cталь 45 закалка ТВЧ со следующими механическими характеристиками:

Шестерня 45HRC  

Колесо 43HRC

б) Определение допускаемого контактного напряжения

Допускаемое контактное напряжение определяется по формуле:

;

где  - предел контактной выносливости, ;

ZHL – коэффициент долговечности;

- коэффициент безопасности ;

;

 

Эквивалентное число циклов перемен напряжений:

;

где  - время работы редуктора и зубчатых колес;

с- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки.

ч;

Согласно циклограмме нагружения для колеса эквивалентное число циклов

Согласно циклограмме нагружения для шестерни эквивалентное число циклов

NHlim(1,2)=85·106

Тогда для шестерни коэффициент долговечности

Тогда для колеса коэффициент долговечности

  Тогда допускаемые контактные напряжения для шестерни

.

Тогда допускаемые контактные напряжения для колеса

.

в) Определение допускаемого напряжения изгиба

Допускаемое напряжение изгиба определяется по формуле:

;

где  - предел выносливости зубьев при изгибе, мПа

;

 KFC-коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки, KFC=1;

 KFL- коэффициент долговечности, KFL=1,3;

         SF-коэффициент безопасности, SF=2

 .

Допускаемое напряжение изгиба для шестерни и для колеса

.

г) Расчет цилиндрической зубчатой передачи 

Межосевое расстояние определяется по формуле:

;

где  - коэффициент межосевого расстояния, для прямозубых колес ;

 u34 - передаточное число второй ступени, u34 =3,15;

 - коэффициент концентрации нагрузки, для данной схемы ;

 - крутящий момент на колесе,  Hмм;

 - коэффициент ширины, для данного расположения колес относительно опор принимаем .

мм.

  

             По ГОСТ 2185-66 принимаем aw=140мм

Задаёмся числом зубьев шестерни z3=z5=25

Тогда число зубьев колеса z4=z3·u=25·3,15=78,75, примем 79;

Предварительно назначаем угол наклона зубьев cosβ=0.866…0,966.

Нормальный модуль передачи определяется по формуле:

;

Значение модуля передачи m , полученное расчетом, округляем в большую сторону до стандартного числа:  мм.

Делительные диаметры:

шестерни

мм;

колеса

мм.

Диаметры окружностей вершин  и впадин зубьев :

шестерни

мм;

мм;

колеса

мм;

мм.

Рабочая ширина колеса b4=ψba·aw=0,2·140=28мм

Принимаем ширину шестерни  мм.

Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба

Зададимся степенью точности в зависимости от окружной скорости колеса:

м/с.

По таблице 9,9 [1] принимаем 9 степень точности.

Расчет на контактную прочность зубьев колеса производится по формуле:

где ZM – коэффициент учитывающий, механические свойства материалов сопряжённых зубчатых колёс;

ZH - коэффициент учитывающий, форму сопряжённых поверхностей зубьев;

- коэффициент учитывающий, суммарную длину контактных линий.

Для сталей принимаем ZM=275мПа1/2

Определяем коэффициент учитывающий, форму сопряжённых поверхностей зубьев

;

Определяем коэффициент учитывающий, суммарную длину контактных линий

где εα -  коэффициент торцевого перекрытия;

Определяем коэффициент торцевого перекрытия

Определяем коэффициент учитывающий, суммарную длину контактных линий

Определяем контактную прочность зубьев колеса

Условие sН <  выполняется

д) Проверочный расчет на прочность при изгибе.

Проверочный расчет на прочность зубьев при изгибе производится по формуле:

где YF- коэффициент учитывающий, форму зуба;

Yε - коэффициент учитывающий, перекрытие зубьев;

Yβ - коэффициент учитывающий, наклон зуба;

КF - коэффициент учитывающий, распределение нагрузки между зубьями при расчёте на усталость при изгибе.

Определяем эквивалентное число зубьев

По таблице 9.10[1] принимаем YF4=3,6; YF3=3,8.

Определяем соотношение

Расчет ведем по шестерне.

Коэффициент учитывающий, перекрытие зубьев Yε=1;

Коэффициент учитывающий, наклон зуба Yβ=1-21/140=0,85;

Коэффициент учитывающий, распределение нагрузки между зубьями при расчёте на усталость при изгибе определяется по формуле

KF=KKK;

где K- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;

K- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца;

K- коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении.

Определяем коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями

;

Определяем коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца

K=αK=1,15·1,08=1,242;

Определяем коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникающую в зацеплении

KFv=1,1;

Тогда коэффициент учитывающий, распределение нагрузки между зубьями при расчёте на усталость при изгибе

KF=1,1·1,242=1,366;

Напряжение при изгибе

Условие выполняется. Передача годна.

Быстроходная ступень

а) Выбор материала и термообработки зубчатых колес

По рекомендациям из справочных таблиц принимаем для изготовления шестерни и колес Cталь 45 улучшение со следующими механическими характеристиками:

Шестерня 250 HВ  

                          Колесо                           225 НВ

б) Определение допускаемого контактного напряжения

Допускаемое контактное напряжение определяется по формуле:

;

где  - предел контактной выносливости, ;

ZHL – коэффициент долговечности;

- коэффициент безопасности ;

;

;

 

Эквивалентное число циклов перемен напряжений:

где  - время работы редуктора и зубчатых колес;

с- коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки.

ч;

Согласно циклограмме нагружения для колеса эквивалентное число циклов

Согласно циклограмме нагружения для шестерни эквивалентное число циклов

NHlim(1,2)=545·106

Тогда для шестерни коэффициент долговечности

Тогда для колеса коэффициент долговечности

  Тогда допускаемые контактные напряжения для шестерни

.

Тогда допускаемые контактные напряжения для колеса

.

в) Определение допускаемого напряжения изгиба

Допускаемое напряжение изгиба определяется по формуле:

;

где  - предел выносливости зубьев при изгибе, мПа

;

 KFC-коэффициент, учитывающий влияние двухстороннего приложения нагрузки, KFC=1;

 KFL- коэффициент долговечности, KFL=1,3;

         SF-коэффициент безопасности, SF=2

 .

Допускаемое напряжение изгиба для шестерни и для колеса

.

6. Проектный и проверочный расчёт валов привода по двум сечениям.

Вал №1

Так как у выбранного двигателя 132М2 диаметр выходного вала dдв=32мм и соединение вала двигателя и вала редуктора осуществляется при помощи клиноременной передачи

d1min=32 мм.

Вал №2

Диаметр вала под шкивом

.

Вал № 3,5

принимаем d3=30 мм

Вал № 4

Диаметр вала под звёздочкой

принимаем d4=45 мм

ОПРЕДЕЛЯЕМ СИЛЫ ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ВАЛЫ

Определяем силу от шкива по формуле

FШ=2F0·z·sin(0.5a)=2·502·2·sin(0.5·140)=1841 H 

           Определяем силу предварительного натяжения одного ремня по формуле 7,9 [1]

Н

Силы в цилиндрических передачах. 

Определяем силы в цилиндрических передачах

Вал№2

Определяем тангенциальную силу в зацеплении

Ft52= Ft32=2·T2/d1=2·60.4·103/67=1803H;

Определяем радиальную силу в зацеплении

Fr52= Fr32=Ft52·tgα·cosβ1=1803·tg20·cos21,6=610Н;

Определяем осевую силу в зацеплении

Fa52= Fa32= Ft52·tg β=610·tg20=234Н;

Вал№3,5

Ft25= Ft23=2·T3/d2=2·92·103/212=868H;

Ft43= Ft45=2·T3/d3=2·92·103/67=1850,7H;

Fr25= Fr23=Ft25·tgα·cosβ1=868·tg20·cos21.6=294Н;

Fr43= Fr45=Ft43·tgα·cosβ2=1850,7·tg20·cos21.6=626Н;

Fa25= Fa23= Ft25·tg β1=868·tg21,6=343,6,5Н;

Fa43= Fa45= Ft43·tg β2=1850,7·tg21,6=732,7Н;

Вал№4

Ft54= Ft34=2·T4/d4=2·552,6·103/213=5188,7H;

Fr54= Fr34=Ft54·tgα·cosβ=5188,7·tg20·cos21.6=1755,9Н;

Fa54= Fa34= Ft54·tg β=5188,7·tg21.6=2054Н;

Определяем силу от звёздочки

S=0.3Ft54=0.3·5188.7=1556,6H

Вал № 2

Вертикальная плоскость

Определяем реакции:

RAX=-Fш·66,5/69 =-1774H.

RBX= Fш·135,5/69 = 3615H.

Проверка: S Y=-Ft52+Ft32+RAX+RBX-Fш=-1803+1803-1774+3615-1841=0.

Горизонтальная плоскость

Определяем реакции:

          RAY=Fa32·d1/69 =678 H.

          RBY=-Fa32·d1/69 =-678 H.

Проверка: S X=Fr32-Fr52+RAY+RAX =610-610+678-678=0.

Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Определяем суммарные изгибающие моменты

Опасное сечение попадает под подшипник. Строим эпюру Т1.

Вал № 3.5

Вертикальная плоскость

Определяем реакции:

RDX=(Ft23·70-Ft43·148)/194=-1098H.

RCX= (Ft23·124-Ft43·46)/194=116H.

Проверка: S Y=RDX+RCX-Ft43+Ft23=-1098-116-1850+868=0

Горизонтальная плоскость

Определяем реакции:

RCY=(-Fa43·33,5+Fr23·124+Fa23·106+Fr43·46)/194=397,5H.

                            RDY=(Fr23·70+Fa43·33,5-Fa23·106+Fr43·148)/194=522,4 H.

Проверка: S Y=-Fr23-Fr43+RСY+RDY =-294-626+397+522,4=0.

Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскости.

Строим эпюру Т3,5. 

Вал № 4

Вертикальная плоскость

Определяем реакции:

RFX=S·148,5/96,5=2395H.

REX= -S·52/96,5=-839H.

Проверка: S Y=-Ft54+Ft34+RFX+REX-S= -5188,7+5188,7+2395-839-1556,6=0.

Горизонтальная плоскость

Определяем реакции:

RFY=Fa54·213/96,5 =4533,6 H.

REY=-Fa54·213/96,5=-4533,6 H.

Проверка: S X=Fr54-Fr34+RFY+REX =1755,9-1755,9+4533,6-4533,6=0.

Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскости.

      

Определяем суммарные изгибающие моменты

Опасное сечение попадает под колесо. 12 РАСЧЕТ ВАЛОВ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ

Определяем общий коэффициент запаса прочности по формуле

где Sσ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;

Sτ - коэффициент запаса прочности по косательным напряжениям;

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

где σ-1 – предел выносливости материала вала;

Кσ – эффективный коэффициент концентрации напряжения при изгибе;

εσ –снижение механических свойств металла с ростом размера заготовки;

ψσ - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на усталость вала.

где τ-1 – предел выносливости материала вала;

Кτ – эффективный коэффициент концентрации напряжения при кручении;

ετ –снижение механических свойств металла с ростом размера заготовки;

ψτ - коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла на усталость вала.

Для изготовления вала применяем Сталь 45Н

Для всех валов: σв=740..980МПа , следовательно

s-1=0,43·σв =369,8 МПа, t-1=0,58·s-1=214,484 МПа,

По табл.  ys=0,2 yt=0.1

Вал №2

Опасное сечение находится под подшипником, поэтому по таблице 14.2.1: Кs=3;  Кt=2,15. По таблице 14.3.1 es=0.73,  et =0.73

Так как вал дополнительно не упрочняется то, b=1. Напряжения в поперечном сечении вала изменяются по симметричному циклу, а напряжения при кручении по пульсирующему. Поэтому: sau/W, sm=0, tm=ta=T/2Wp.

Определяем момент сопротивления при изгибе по формуле

Определяем момент сопротивления при кручении по формуле

sa=153727/6283,18=24,46МПа;

tm=ta=77370/12566,37=6,15 МПа;

Принимаем [S]=2,5..4. Условие прочности выполняется. Вал годен.

Вал №3,5

Опасное сечение находится под шестерней, поэтому по таблице 14.2.1: Кs=1,675;  Кt=1,55. По таблице 14.3.1 es=0.675,  et =0.675

Так как вал дополнительно не упрочняется то, b=1. Напряжения в поперечном сечении вала изменяются по симметричному циклу, а напряжения при кручении по пульсирующему. Поэтому: sau/W, sm=0, tm=ta=T/2Wp.

sa=82151/20942=3,922МПа;

tm=ta=91920/40985,8=2,24 МПа;

Принимаем [S]=2,5..4. Условие [S]<S выполняется. Вал годен.

Вал №4

Опасное сечение находится под шестерней, поэтому по таблице 14.2.1: Кs=1,8;  Кt=1,7. По таблице 14.3.1 es=0.8,  et =0.8

Так как вал дополнительно не упрочняется то, b=1. Напряжения в поперечном сечении вала изменяются по симметричному циклу, а напряжения при кручении по пульсирующему. Поэтому: sau/W, sm=0, tm=ta=T/2Wp.

sa=392022/12142=32,2МПа;

tm=ta=550400/28476=19,3МПа;

Принимаем [S]=2,5..4. Условие [S]<S выполняется. Вал годен.


7. Расчёт подшипников по динамической грузоподъёмности

На всех валах установлены подшипники радиальные шариковые однорядные лёгкой серии:

Находим силы действующие на подшипник на третьем и пятом валу (подшипники №208):

На третьем валу

Определяем осевую силу воспринимаемую подшипником С

Faс=Fa23=343,6Н

Определяем осевую силу воспринимаемую подшипником D 

Fad=Fa43=732,7Н

Определяем суммарную реакцию на опоре С

Определяем суммарную реакцию на опоре D

По каталогу [1] находим коэффициент е, ес=0.33 еd=0.41

Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта .

S1=ecRc=0.33·414=136,62H

S2=edRd=0.41·1229=503,89H

S1< S2

Следовательно 

Fa1=S1+Fac=136,62+343,6=479,6H

Fa2=S2+Fad=503,89+732=1235,89H

Определяем соотношение  и сравниваем его с е.

следовательно Х=0.45, Y=1.81.

следовательно Х=0.45, Y=1.34.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

где

R – радиальная нагрузка, действующая на подшипник

V – коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца V=1.

K - коэффициент безопасности. K = 1.1 (стр. 85 [1])

KT – температурный коэффициент. KТ = 1 при температуре подшипника менее 1000С.

Так как подшипник на опоре D воспринимает большую нагрузка, то дальнейший расчёт ведём по нему.

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника

Расчет на долговечность:

часов

L>Lh=9198 часов, следовательно долговечность обеспечена.

Находим силы действующие на подшипник на втором валу (подшипники №207):

Fa=Fa52-Fa32=0

Н

Н

Так как на опоре В большая нагрузка, то расчёт ведем по этому подшипнику.

По каталогу [1] находим коэффициент е

е=0

Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта .

S1=eRA=0

S2=eRB=0

S1= S2

Следовательно

Fa1=S1=0

Fa2=S1+Fa=0

            Определяем соотношение  и сравниваем его с е.

следовательно Х=1, Y=0.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

где

R – радиальная нагрузка, действующая на подшипник

V – коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца V=1.

K - коэффициент безопасности. K = 1.1 (стр. 85 [1])

KT – температурный коэффициент. KТ = 1 при температуре подшипника менее 1000С.

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника

Расчет на долговечность:

часов

L>Lh=9198 часов, следовательно долговечность обеспечена.

Находим силы действующие на подшипник на четвёртом валу (подшипники №209):

Fa=Fa54-Fa34=0

Так как на опоре F большая нагрузка, то расчёт ведем по этому подшипнику.

По каталогу [1] находим коэффициент е

е=0

Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта .

S1=eRA=0

S2=eRB=0

S1= S2

Следовательно

Fa1=S1=0

Fa2=S1+Fa=0

Определяем соотношение  и сравниваем его с е.

следовательно Х=1, Y=0.

Определяем эквивалентную динамическую нагрузку:

где

R – радиальная нагрузка, действующая на подшипник

V – коэффициент вращения. При вращении внутреннего кольца V=1.

K - коэффициент безопасности. K = 1.1

KT – температурный коэффициент. KТ = 1 при температуре подшипника менее 1000С.

Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипника

Расчет на долговечность:

часов

L>Lh=9198 часов, следовательно долговечность обеспечена.

                7. Расчёт соединения  вал-ступица.

Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки со скругленными концами. Материал шпонки Сталь 45.

Вал № 2

Посадка шкива на вал:

Диаметр вала d=30 мм;

Ширина шпонки b=8 мм;

Высота шпонки h=7 мм;

Глубина паза вала t1=4 мм;

Длина шпонки l=56мм;

Предел смятия для Ст45 [σсм]=100 МПа.

Определяем рабочую длину шпонки по формуле

Lр=l-b=56-8=48 мм.

             Определяем напряжение смятия шпонки

Шпонка в этом месте выдерживает.

Вал № 3,5

Посадка колеса на вал:

d=40 мм; b=12 мм; h=8 мм; t1=5 мм; l=45мм; [σсм]=100 МПа.

Lр=l-b=40-12=33 мм.

Шпонка в этом месте выдерживает.

Вал № 4

Посадка звёздочки на вал:

d=45 мм; b=14 мм; h=9 мм; t1=5,5 мм; l=70мм; [σсм]=100 МПа.

Lр=l-b=70-14=56мм.

Одна шпонка в этом месте выдерживает, ставим две шпонки.

Посадка колеса на вал:

d=46 мм; b=14 мм; h=9 мм; t1=5,5 мм; l=56мм; [σсм]=100 МПа.

Lр=l-b=56-14=42 мм.

Одна шпонка в этом месте выдерживает.

8. Назначение посадок и допусков на детали.

Так как редуктор применяется для привода неответственного конвейера, то принимаем квалитеты средней точности: для отверстий 7, для валов 6.

Выбираем посадки:

подшипника на вал – k6;

подшипника в корпус – Н7;

крышки в корпус – Н7/h9;

колеса на вал – H7/k6

манжеты на вал – h9;

шпонки в вал – P9/h9;

шпонки в ступицу – Js9/h9.

По выбранным квалитетам точности назначаем допуски:

на симметричность – 0,005 мм;

на соосность – 0,025 мм;

на радиальное биение – 0,05мм;

на перпендикулярность – 0,025 мм;

на симметричность – 0,16 мм;

на параллельность – 0,005 мм;

позиционный – 0,4 мм.

Назначаем шероховатости поверхностей:

под подшипники ( на валах и в корпусе) – 1,6 мкм;

под колесо– 3,2 мкм;

торцевые поверхности – 3,2 мкм;

шпоночные пазы – 3,2 мкм;

остальное -  12,5 мкм.

            9.Описание сборки, регулировки и смазки

Изготовленные детали поступают на участок сборки. На валы насаживаются: колеса, кольца, втулки и подшипники. Собранные валы устанавливаются в корпус. Фланец корпуса покрывается пастой “Герметик” и накрывается крышкой корпуса. Корпус и крышка стягиваются болтами. Фланцы подшипников покрываются герметиком, устанавливаются крышки и стягиваются болтами. На выходной конец вала насаживается звёздочка. На входной вал насаживается шкив клиноременной передачи.  В редуктор заливается масло и контролируется уровень маслоуказателем. Собранный редуктор поступает на участок соединения с электродвигателем.

Осевое фиксирование деталей осуществляется при помощи концевых шайб, болтов и стопорных шайб.

Колеса, шкив, и звёздочка устанавливаются на призматические шпонки.

Смазывание зубчатого зацепления

Так как у нас редуктор общего назначения и окружная скорость не превышает 12,5 м/с, то принимаем способ смазывания - окунанием. По [24, табл. 10.29, с. 241] принимаем для смазывания масло И-Г-С-68 ГОСТ 17479.4-87. Количество масла определяем из расчета 0,4...0,8 л на 1 кВт передаваемой мощности, т.е. примерно 2 л. Контроль уровня масла осуществляется при помощи маслоуказателя. Для замены масла в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой. Внутренняя полость корпуса сообщается с внешней средой посредством установленной на крышку отдушины. Заливка масла осуществляется путем снятия крышки корпуса.

          Смазывание подшипников

Для смазывания шариковых радиальных подшипников принимаем жидкие материалы. Смазывание происходит за счет смазывания зубчатых колес окунанием, разбрызгивания масла, образования масляного тумана и растекания масла по валам. Для этого полость подшипника выполняется открытой внутрь корпуса.


ЛИТЕРАТУРА

[1] – Кузьмин А.В. Расчеты деталей машин: Справочное пособие/ А.В. Кузьмин, И. М. Чернин, Б. С. Козинцов.– 3-е изд., перераб. И доп.- Мн.: Выш школа., 1986.— 400 с.:ил.

[2] Кузьмин А.В. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие – Мн.: Вышейшая школа, 1982, т.1.

[3] – Кузьмин А.В. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие – Мн.: Вышейшая школа, 1982, т.2.

[4]- Ничипорчик С.Н. Деталти машин в примерах и задачах. – Мн.: Вышейшая школа,1981.

[5]– Курамаз Л.В. Детали машин. Проектирование: Учеб. Пособие. – Мн.:УП «Технопринт», 2001. 290с.



Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

 

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата

Лист

4

Изм.

Лист

№ докум

Подпись

Дата


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29192. Способы изготовления гипсовых слепков 42 KB
  Используется когда следы оставлены на влажной земле снеге и т. 2 насыпной 3 комбинированный Наливной способ изготовления гипсовых слепков Правила: 1 необходимо удалить из следа все посторонние включения частицы 2 если след неглубокий – нужно сделать вокруг следа валик из грунта или дощечек 3 необходимо изготовить каркас из веток или проволоки чтобы удержать форму следа. 5 гипсовый раствор заливают в след так чтобы было залито дно следа.
29193. «Дорожка» следов ног: её криминалистическое значение и элементы 46.5 KB
  Дорожку следов следует отличать от совокупности разрозненных следов. признаки дорожки следов: 1 это совокупность следов одного человека 2 следы должны быть оставлены в результате какоголибо поступательного движения ходьбы или бега 3 следы должны быть образованы и правой и левой ногами 4 количественная характеристика – следов должно быть не менее 3х. Рекомендуется все исследования проводить на 3х самых чётких следах если следов больше то выбираются самые чёткие.
29194. Криминалистическое значение следов орудий взлома и инструментов 49.5 KB
  Классификация следов орудий взлома 1 по механизму образования: поверхностные следы это например различные повреждения на внутренней части замков – царапины соскобы краски объёмные следы несут больше криминалистически значимой информации 2 по механизму образования: следы удара или отжима Остаются когда воздействие орудия взлома на поверхность происходит под прямым углом. Обычно это объёмные следы. следы скольжения Образуются при скользящем движении орудия взлома под углом или параллельно следовоспринимающей поверхности следы...
29195. Следы зубов человека 52.5 KB
  Для правильной оценки следов зубов необходимо рассмотреть строение зубного аппарата. Каждый из зубов имеет различную форму коронки. Они различны – относятся к количеству размерам форме зубов и т.
29196. Криминалистическое значение следов транспортного средства 57.5 KB
  Количество осей можно установить: в процессе стояния транспортного средства по следам стояния при повороте автомобиля т. Ширина колеи – это важный признак габаритов транспортного средства. 4 база автомобиля – это расстояние между осями транспортного средства.
29197. Классификация следов транспортных средств 55.5 KB
  Следы может оставлять любая часть транспортного средства: как ходовая часть колёса так и выступающие части автомобиля. Следы транспортных средств в широком смысле этого слова – это 1 отделившиеся части транспортного средства деталь целиком либо её осколки обломки 2 пролившиеся жидкости тормозная жидкость масло топливо 3 части перевозимых грузов. Некоторые криминалисты к следам транспортных средств относят также следы водителя оставленные вблизи транспортного средства.
29198. Освидетельствование 27 KB
  Для обнаружения на теле человека особых примет следов преступления телесных повреждений выявления состояния опьянения или иных свойств и признаков имеющих значение для уголовного дела если для этого не требуется производство судебной экспертизы может быть произведено освидетельствование подозреваемого обвиняемого потерпевшего а также свидетеля с его согласия за исключением случаев когда освидетельствование необходимо для оценки достоверности его показаний. В случаях не терпящих отлагательства освидетельствование может быть...
29199. Очная ставка 32 KB
  Приступая к допросу на очной ставке следователь спрашивает ее участников знают ли они друг друга и каковы их взаимоотношения это играет существенную роль для оценки показаний полученных на очной ставке. Участники очной ставки с разрешения следователя могут задавать вопросы друг другу. Тактика очной ставки зависит от характера расследуемого дела процессуального положения и нравственнопсихологических свойств допрашиваемых их взаимоотношений и других факторов. Они могут быть результатом добросовестного заблуждения либо заведомой лжи...
29200. РАБОЧИЙ ЭТАП (исследовательский) осмотра места происшествия 29 KB
  ОБЩИЙ осмотр начинается с осмотра места происшествия в целях: ориентировки; решения вопроса об исходной точке и способе осмотра; выбора позиции для производства ориентирующей и обзорной фотосъемки и осуществления ее до внесения изменений в обстановку места происшествия. При ФРОНТАЛЬНОМ способе осмотр ведется в виде линейного осмотра площадей от одной их границы до другой. Осмотр открытой местности целесообразно вести от центра к периферии эксцентрическим методом так как иногда затруднительно в начале осмотра определить границы места...