Привод цилиндрическо-цилиндрический. Понижение угловой скорости и повышение вращающего момента ведомого вала по отношению с ведущим

Страницы работы

27 страниц (Word-файл)

Фрагмент текста работы

Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Размеры сечений                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

шпонок и пазов и длины шпонок [1,  табл. 8.9]

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Напряжение смятия и условие прочности                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

sсмmax=2T/(d*(h-t1)(l-b))<=[sсм]

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

[sсм]= 100…120 МПа;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Допускаемые напряжения смятия при чугунной ступице

[sсм]= 50…70 МПа;                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Ведущий вал:

 Т1=11,9 кН                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

d=22 мм         bxh=6x6 мм;  t1=3,5 мм; l=28 мм                                                                                                                                            

sсм=2*11,9*103/(22(6-3,5)(28-6))=10,54 МПа                                                                                                                                                                

Условие выполнено.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Ведомый вал:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

 Т2=17,8*103 Нмм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Шпонка на выходном валу

d=25 мм    bxh=8x7 мм   t1=4 мм   l=32 мм                                                                                                                                                                             

sсм=2*51,4*103/(25(7-4)(32-8))=37,6 МПа                                                                                                                                   

шпонка под колесом

d=40 мм    bxh=12x8 мм   t1=5 мм   l=32 мм                                                                                                                                                                             

sсм=2*51,4*103/(40(8-5)(32-12))=30,6 МПа                                                                                                                                   

Условие выполнено.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

8 Уточненный расчет валов

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу , а касательные от  кручения - по отнулевому циклу.

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и - сравнении их с требуемыми  значениями [s]. Прочность соблюдена при s>=[s].                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.                                                                                                                                                                                                                                                                                   

Ведущий вал.                                      

Материал для тот же , что и для шестерни, т.е сталь 45, термическая  обработка - улучшение                                                                                                                                                                                                                                                                            

По табл.3.3 [1] при диаметре заготовки до 90 мм среднее значение sв=780 МПа.                                                                                                                                                                                                                                                                                     

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба                                                                                                                                                                                                                                                                                    

s-1=0,43*sв=0,43*780=335,4                                МПа.                                                                                                                                                                                                           

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений                                                                                                                                                                                                                                                                           

t-1=0,58s-1=0,58*335=194,3 МПа.                                                                                                                                                                                                                                                  

Сечение А-А.                                             

Му=Ft*l1.1=661*34,5=22789 Н*мм;

Мх= Fr*l1.1=240*34,5=8290 Н*мм;

Суммарный изгибающий момент

M=(Mx2+My2)1/2=(227892+82902)1/2=24250 Н*мм.

Момент сопротивления сечения

W=π*dп13/32=3,14*(30*103)3/32=2649 мм3

Амплитуда нормальных напряжений

σV=σmax=M/W=24250/2649=9.15 МПа.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям                                                                                                                                                                                                                                                                         

                      ss=s-1/(ks/es*su+ys*sm)=335/(1,8/0,92*9.15)=9,1

Принимаем  по табл. 8.5 [1] ks=1,8, es=0,92   ys=0,25  [1, стр.164 ]                                                                             

Полезный момент сопротивления

Wp=2*W=2*2649=5298 мм3

Коэффициент запаса прочности                                                                                                                                                                                                                                                                               

                 s=st=t-1/(kt*tu/et+yt*tm),                                                                                                                                                                                                                                                                  

амплитуда и среднее значение отнулевого цикла                                                                                                                                                                                                                                                                                      

tu=tm=tmax/2=T1/2*Wкнетто=11.9*103/(2*2649)=2.24 МПа                                                                                                                                                                                                                                               

Принимаем  по табл. 8.5 [1] kt=1,68, et=0,83  yt=0,1 [1, стр.166 ]                                                                                                                                                                                                                                                                       

s=st=194/(1,68*2.24/0,83+0,1*2.24)=27,5                                                                                                                                                                                                

Результирующий коэффициент запаса прочности                                                                                                                                                                                                                                                                              

                 s=ss*st/(ss2+st2)1/2=27,5*11.8/(11.82+27,52)1/2=9.2

Ведомый вал.                                             

Сечение А-А.  Диаметр вала в этом сечении 40 мм. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

ks=1,59;   kt=1,49; масштабные факторы et=0,75; es=0,87

коэффициенты  ys=0,15; yt=0,1

Изгибающий  момент в горизонтальной плоскости                                                                                                                                                                                                                                                                              

Му=Ft*l2.1=661*64=42276 Н*мм;

Изгибающий  момент в вертикальной плоскости                                                                                                                                                                                                                                                                               

Мх= Fr*l2.1=240*64=15379  Н*мм;

Суммарный изгибающий момент в сечении А-А                                                                                                                                                                                                                                                                                             

MA-A=(422762+153792)1/2=44986 Н*мм.                                                                                                                                                                                                                                       

Момент сопротивления кручению  (d=40 мм  bxh=12x8;        t1=5 мм)                                                                                          

Wнетто= 3,14*d3/16-b*t1*(d-t1)2/(2*d)=11641 мм3                                                                                                                                                                                                                                                                          

Момент сопротивления изгибу                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Wкнетто= 3,14*d3/32-b*t1*(d-t1)2/(2*d)=5361 мм3                                                                                                                                                                                                                                                                        

амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений                                                                                                                                                                                                                                                                          

tu=tm=tmax/2=T2/2*Wкнетто=51.4*103/2*5361=4.8  МПа                                                                                                                                                                                                                                               

амплитуда нормальных напряжений изгиба                                                                                                                                                                                                                                                                                     

su=MA-A/Wнетто=44986/11641=8.39 МПа      

s=st=t-1/(kt*tu/et+yt*tm),                                                                                                                                                                                                                                                                       

s=st=142/(1,59 *4.8/0,75+0,1*4.8)=14.2                                                                                                                                                                                                   

ss=s-1/(ks/es*su+ys*sm)=246/(1,49/0,87*8.39)=17.1                                                                                                                                                                                                

s=ss*st/(ss2+st2)1/2=14.2*17.1/(17.12+14.22)1/2=11

9 Анализ посадок

Анализ посадок проводим на примере анализа посадок, изложенном в (5).                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

1) Соединение вал-ступица колеса.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

Посадка      40Н7/р6                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    

Находим предельные отклонения:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

для отверстия:                                     40  Н7, ЕS=0,025мм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

                                                                             EJ=0;                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

для вала:                                   40 р6, es=0,042 мм                         

                                                                  ei=0,026  мм                                                                                                                                                                                                                 

Вычисляем предельные размеры                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

Dmax=D+ES=40+0,025=40,025 мм

Dmin=D+EJ=40+0=40 мм

dmax=D+es=40+0,042=40,042 мм

dmin=D+ei=40+0,026=40,026 мм

Определяем величину допуска размера отверстия и вала:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

а) через предельные размеры:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

TD=Dmax-Dmin=40,025-40=0,025 мм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Td=dmax-dmin=40,042-40,026=0,016 мм

б) через предельные отклонения:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

TD=ES-EJ=25-0=25 мкм

Td=es-ei=42-26=16 мкм

Предельные значения натягов:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

а) через предельные размеры:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

Nmax=dmax-Dmin=40,042-40=0,042 мм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

Nmin=dmin-Dmax=40,026-40,025=0,001 мм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

б) через предельные отклонения:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

Nmax=es-EJ=50-0=50 мкм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

Nmin=ei-ES=26-25=1 мкм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                   

Допуск натяга:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

TN=TD+Td=25+16=41 мкм                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

Соединение вал-ступица цилиндрического колеса выполнена с гарантированным натягом 1 мкм. Такая посадка называется посадка с натягом и выполнена в системе отверстия.

2) Соединение вал-внутреннее кольцо подшипника.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

Посадка              35 к6.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

Для отверстия внутреннего кольца подшипника находим величину предельных отклонений                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

(см. табл. 4.70 (6)):                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               

ES=0, EJ=-10 мкм.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

Для вала      es=0,018 мм; ei=0,002                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              

Вычисляем предельные размеры                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

Dmax=D+ES=35+0=35 мм

Dmin=D+EJ=35+-0,01=34,99 мм

dmax=D+es=35+0,018=35,018 мм

dmin=D+ei=35+0,002=35,002 мм

Определяем величину допуска размера отверстия и вала:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

а) через предельные размеры:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

TD=Dmax-Dmin=35-34,99=0,01мм;

Td=dmax-dmin=35,018-35,002=0,016 мм.

б) через предельные отклонения:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

TD=ES-EJ=0-(-10)=10 мкм;

Td=es-ei=18-2=16 мкм.

Предельные значения натягов:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

 через предельные размеры:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Nmax=dmax-Dmin=35,018-34,99=0,028 мм=28 мкм;

Nmin=dmin-Dmax=35,002 -35=0,002 мм=2,00 мкм.

Соединение вал-внутреннее кольцо подшипника выполнена с гарантированным натягом 2 мкм.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Допуск натяга:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         

TN=TD+Td=10+16=26 мкм.

3) Соединение вал-распорная втулка.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

Посадка              35  E9/к6.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Величины предельных отклонений:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

для отверстия     35 Е9  ES=0,112 мм;   EJ= 0,050 мм;                                                                                                                                                                                                                                       

для вала             35  к6  es=0,018 мм;       ei=  0,002 мм.                                                                                                                                                                                                                                                     

Вычисляем предельные размеры                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                       

Dmax=D+ES=35+0,112=35,112 мм;

Dmin=D+EJ=35+0,05=35,05 мм;

dmax=D+es=35+0,018=35,018 мм;

dmin=D+ei=35+0,002=35,002 мм.

Определяем величину допуска размера отверстия и вала:

а) через предельные размеры:

TD=Dmax-Dmin=35,112-35,05=0,062 мм;

Td=dmax-dmin=35,018-35,002=0,016мм.

б) через предельные отклонения:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

TD=ES-EJ=112-50=62 мкм;

Td=es-ei=18-2=16 мкм.

Предельные значения зазоров:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        

 через предельные размеры:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Smax=Dmax-dmin=35,112-35,002=0,110 мм=110 мкм;

Smin=Dmin-dmax=35,05-35018=0,032 мм=32 мкм.

Соединение вал-внутренне кольцо подшипника выполнена с гарантированным натягом 2 мкм.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             

Допуск зазора:                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          

TS=TD+Td=62+16=78 мкм.

Cоединение вала с распорной втулкой выполнена с зазором комбинированно: отверстие диаметром 35 Е9 выполнено в системе вала, а вал  35 к6 - в системе отверстия.

10  Выбор сорта масла                                                                                                                                                                                                                                                                                                                           

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение шестерни на длину зуба.

По табл.10.8 [ 1 ] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях sH=473 МПа                                                                                                                                                                                                                                                                                      

и скорости v=2.68 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна                                                                                                                                                                                                                                                                                    

34*10--6 м2/с. По табл.10.10 [1] принимаем масло индустриальное И-30А ГОСТ 20799-75                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

11 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.

Ведущий вал.

В ведущий вал вставляют стакан, затем мзеудерживающе кольцо. На ведущий вал насаживают первый подшипник радиально упорный предварительно нагретый в масле до температуры 1000С , затем устанавливают втулку и второй подшипник с цилиндрическими роликами, также предварительно нагретый в масле, фиксируют положение подшипников фиксируют положение подшипников посредством гайки шлицевой и стопорной многолапчатой шайбой.

Ведомый вал.

В ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают колесо цилиндрическое до упора в бурт. Затем надевают мазеудерживающее кольцо.  На вал насаживают первый подшипник радиально-упорный предварительно нагретый в масле до температуры 1000С , затем устанавливают втулку и второй подшипник радиально-упорный, также предварительно нагретый в масле, фиксируют положение подшипников посредством гайки шлицевой и стопорной многолапчатой шайбой.

Собранные валы укладывают в корпусе, покрывая предварительно поверхности стыков корпуса и крышки спиртовым лаком.. Закрывают корпус крышкой и затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

В подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников сквозные с комплектом металлических прокладок для регулировки осевого зазора зацепления.

Перед постановкой крышек подшипников в проточки закладываем войлочные уплотнения пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиваемость валов, отсутствие заклинивания подшипников и закрепляют крышку

болтами.

Ввертывают пробку маслоспука. Заливают в корпус масло, устанавливают отдушину и фонарный маслоуказатель.

В ходе данного курсового проекта был рассчитан привод цилиндрическо-цилиндрический, построен сборочный чертеж редуктора цилиндрического с внутренним зацеплением в качестве рабочих чертежей приведены две детали: вал ведомый, колесо цилиндрическое. В результате расчета был выбран электродвигатель 4А90L4У3 c синхронной частотой вращения равной 1500 об/мин, выполнены кинематический и силовой расчеты привода, проведены прочностные расчеты закрытой и открытой цилиндрических передач  привода на контактную выносливость рабочих поверхностей зубьев и на выносливость зубьев при изгибе , проведены геометрические расчеты закрытой и открытой цилиндрических передач. Рассчитан диаметр выходного вала редуктора, сделан выбор и расчет долговечности подшипниковых опор, выполнен расчет шпоночных соединений, выбраны допуски и посадки сопрягаемых деталей, степени точности  цилиндрических колес.

При выполнении работы осваивались навыки конструирования, закреплялись

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
381 Kb
Скачали:
0