Файл: Пояснительная записка к курсовому проекту на тему Привод.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.03.2024
Просмотров: 44
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
СОДЕРЖАНИЕ
3.4. Схемы установки подшипников
6. Поверочный расчёт вала на прочность и сопротивление усталости.
6.1. Определение внутренних силовых факторов.
6.2. Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала.
6.3. Расчет вала на статическую прочность.
6.4. Расчет вала на сопротивление усталости.
Вычислим значения общего коэффициента запаса прочности в каждом из опасных сечений вала.
3 :
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести равен в данном случае частному коэффициенту запаса прочности по касательному напряжению:
Статическая прочность вала обеспечена во всех опасных сечениях
S > ST = 2,0
Сечение I–I
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Зубчатое колесо установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении – посадка с натягом. Имеем [табл. 10.13 [1]]:
. Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют ( Ra 0.8 мкм ); 
[табл. 10.8 [1]]. Поверхность вала без упрочнения: KV1 [табл. 10.9 [1]].
Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении:
Сечение II–II
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Внешнее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении – посадка с натягом. Имеем [табл. 10.13 [1]]:
. Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют ( Ra 0.8 мкм ); [табл. 10.8 [1]]. Поверхность вала без упрочнения: KV1 [табл. 10.9 [1]].
Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении:
Сечение III–III
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Для передачи вращающего момента на консольном участке вала предусмотрен шпоночный паз, который является концентратором напряжений. Имеем [табл. 10.7,10.11 [1]]:
. Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют ( Ra 0.8 мкм ); 
[табл. 10.8 [1]]. Поверхность вала без упрочнения: KV1 [табл. 10.9 [1]].
Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении равен в данном случае коэффициенту запаса по касательному:
Сопротивление усталости вала обеспечена во всех опасных сечениях
S > ST = 2,0
Наиболее часто в редукторах применяется картерная смазка, при которой корпус редуктора является резервуаром для масла. Масло заливает через верхний люк. При работе масло постепенно загрязняется продуктами износа, с течением времени свойства масла ухудшаются, оно стареет.
Поэтому масло, налитое в редуктор, переодически меняют. Для слива масла предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой. Дно делаем с уклоном 1..1,5 градусов в сторону сливного отверстия.
Кроме того, у самого отверстия делаем местное углубление, для того чтобы масло можно было слить без остатка. Перед сверлением сливного отверстия прилив в корпусе фрезеруют, поэтому он выступает над обрабатываемой поверхностью на высоту h=0,5.δ
Для определения нужного уровня масла в редукторе подсчитаем окружные скорости колес:
Поскольку окружная скорость тихоходной ступени больше 1 м/с, то необходимо в масло погружать только колесо тихоходной ступени. Допустимый уровень погружения колеса в масляную ванну:
Для данного колеса:
С учетом разбрызгивания масла при работе и колебаний уровня принимаем верхний уровень масла:
Для достижения максимального уровня масла его необходимо залить в количестве 3 литров.
Средние контактные напряжения в передачах-500 Мпа
С учетом этого и окружных скоростей колес рекомендуемая кинематическая вязкость масла составляет 28-34 мм2/с.
Выбираем масло И-Г-А-32 и картерную систему смазывания.
Смазывание подшипников.
Подшипники смазываются тем же маслом, что и детали передач. Стекающее при разбрызгивании с колес, водила и стенок корпуса масло попадает а подшипники. Во избежание попадания в подшипники, установленные на быстроходном валу, продуктов износа передач защищаем их маслоотражательными кольцами. Подшипники на приводном валу смазываем пластичным материалом Литол-24.
При длительной работе в связи с нагревом воздуха повышается давление внутри корпуса. При интенсивном тепловыделении это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутренняя полость корпуса сообщена с внешней средой через отдушину в крышке редуктора.
Уплотнительные устройства.
Уплотнительные устройства применяют для предохранения от вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также для защиты их от подания извне пыли и влаги.
В данной конструкции редуктора используются манжетные уплотнения, размеры которых определяюся размерами валов.
В качестве упруго-компенсирующей муфты выбрана муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП). Проектирование осуществлялось по методике, изложенной в учебном пособии [1, стр.349].
Размер муфты по заданному моменту подбирают по справочникам и атласу. При проектировании специальной муфты, в которой размещают больщее число упругих элементов, пальцы и кольца оставляют стандартными, размещая их так, чтобы было выполнено условие
Где zc – число пальцев, d0 – диаметр отверстия под упругий элемент, D0 – диаметр окружности расположения пальцев, мм.
В данном случае, выберем zc= 8, d0=35 мм, D0=120 мм. Тогда условие выполнено.
Упругие элементы проверяют на смятие в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами:
где Tk=1,25.TT=650 – вращающий момент, Н.м; dП – диаметр пальца, мм; lвт – длина упругого элемента, мм; [σ]см= 2 Мпа – допускаемые напряжения.
Пальцы муфты изготовляют из стали 45 и рассчитывают на изгиб:
Допускаемые напряжения изгиба [σ]И = (0,4...0,5) σТ = 260 МПа, где σТ – предел текучести материала пальцев, Мпа. Зазор между полумуфтами с=3...5 мм.
1. Дунаев П.Ф. Конструирова
ние узлов и деталей машин: учебное пособие / П. Ф. Дунаев, О.П. Леликов: под ред. О. А. Ряховского - 13-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. – 564, [4] с. : ил.
2. Детали машин: Учебник для вузов / Л.А. Андриенко, Б.А. Байков, И.К. Ганулич и др.; Под ред. О.А. Ряховского. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2007. – 520 с.: ил. – (Сер. Механика в техническом университете; Т. 8).
3. Атлас конструкция узлов и деталей машин : учеб. пособие / [Б. А. Байков и др.] ; под ред. О. А. Ряховского, О.П. Леликова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 400с. : ил.
4. Курс лекций по дисциплине «Детали машин». 5. Марочник сталей и сплавов.
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ РАСЧЕТ ПРОЕКТНЫЙ ПРОГРАММА N 44
Зубчатые цилиндрические двухступенчатые
По развернутой схеме косозубые
══════════════════════════ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ══════════════════════════════════
Вращающий момент на тихоходном валу, Н.м . . 519.5
Частота вращения тихоходного вала, об/мин . . 97.0
Ресурс, час . . . . . . . . . . . . . . 10000.
Режим нагружения . . . . . . . . . . . . . . 2.
Передаточное отношение редуктора . . . . . . 14.85
Коэффициент ширины венца . . . . . . . . . . .315
Степень точности . . . . . . . . . . . . . . 8.
Коэффициент запаса по изгибной прочности . . . 2.20
Твердость поверхности зубьев Шестерни, HRCэ . .0 ВАРЬИРУЕТСЯ
Колеса, HRCэ . .0 ВАРЬИРУЕТСЯ
Минимальное допустимое число зубьев Шестерни . 12.
Отношение передаточных чисел ступеней . . . . .00 ВАРЬИРУЕТСЯ
Угол наклона зубьев, град . . . . . . . . . . .000
ПРОГРАММА N 44 ИМЯ ФАЙЛА ДАННЫХ:RK963B15
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ РАСЧЕТ ПРОЕКТНЫЙ
Зубчатые цилиндрические двухступенчатые
По развернутой схеме косозубые
ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТА
══╤═══════════╤═════╤═════╤═══════╤════════╤═══════════════════╤═══════════════
В│ Твердости,│Коэф.│Отнош│Суммарн│Диаметр │ Диаметры вершин │ Массы
а│ HRCэ │ширин│перед│межосев│впадин │ Колес, мм │ кг
р├─────┬─────┤венца│чисел│расст.,│Б-Шестер├─────────┬─────────┼────────┬──────
│Шест.│Колес│ │ступе│ мм │ни, мм │Т-ступень│Б-ступень│механ. │колес
──┴─────┴─────┴─────┴─────┴───────┴────────┴─────────┴─────────┴────────┴──────
1 28.5 24.8 .315 .70 285.00 46.47 301.62 162.78 70. 21.7
2 28.5 24.8 .315 1.00 290.00 44.86 273.96 194.39 67. 20.2
3 28.5 24.8 .315 1.30 295.00 39.72 266.34 209.28 68. 20.6
4 49.0 28.5 .315 .70 235.00 36.07 251.61 133.18 52. 12.4
5 49.0 28.5 .315 1.00 235.00 34.25 226.45 155.00 50. 11.0
6 49.0 28.5 .315 1.30 240.00 32.89 221.36 166.36 51. 11.3
7 59.0 59.0 .315 .70 191.00 27.40 199.19 113.35 40. 6.6
8 59.0 59.0 .315 1.00 190.00 28.25 178.75 130.50 38. 5.8
9 Bариант отброшен по конструктивным ограничениям:
мало расстояние между колесом быстроходной ступени и тихоходным валом
**
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ РАСЧЕТ ПРОЕКТНЫЙ
Зубчатые цилиндрические двухступенчатые
По развернутой схеме косозубые Вариант 5
═══════════════════════════ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ══════════════════════════════
Характеристика механизма
Передаточное отношение механизма . . . . . . . . . . . . . 15.130
Вращающий момент на Быстроходном валу, Н.м . . . . . . . . 35.4
Тихоходном валу, Н.м . . . . . . . . 519.5
Частота вращения Быстроходного вала, об/мин . . . . . . . . 1467.7
Тихоходного вала, об/мин . . . . . . . . 97.0
Масса Механизма, кг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49.8
Колес, кг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.95
Степень точности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.
───────────────────────────────────────────────┬───────────────┬──────────────
Ступень │ Тихоходная │ Быстроходная
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести равен в данном случае частному коэффициенту запаса прочности по касательному напряжению:
Статическая прочность вала обеспечена во всех опасных сечениях
S > ST = 2,0
6.4. Расчет вала на сопротивление усталости.
Вычислим значения общего коэффициента запаса прочности в каждом из опасных сечений вала.
Сечение I–I
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Зубчатое колесо установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении – посадка с натягом. Имеем [табл. 10.13 [1]]:
. Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют ( Ra 0.8 мкм ); [табл. 10.8 [1]]. Поверхность вала без упрочнения: KV1 [табл. 10.9 [1]]. Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении:
Сечение II–II
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Внешнее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении – посадка с натягом. Имеем [табл. 10.13 [1]]:
. Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют ( Ra 0.8 мкм ); [табл. 10.8 [1]]. Поверхность вала без упрочнения: KV1 [табл. 10.9 [1]]. Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении:
Сечение III–III
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла:
Для передачи вращающего момента на консольном участке вала предусмотрен шпоночный паз, который является концентратором напряжений. Имеем [табл. 10.7,10.11 [1]]:
. Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют ( Ra 0.8 мкм ); [табл. 10.8 [1]]. Поверхность вала без упрочнения: KV1 [табл. 10.9 [1]]. Коэффициенты снижения предела выносливости:
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Коэффициент влияния асимметрии цикла:
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении равен в данном случае коэффициенту запаса по касательному:
Сопротивление усталости вала обеспечена во всех опасных сечениях
S > ST = 2,0
7. Выбор способ смазывания и смазочных материалов
Наиболее часто в редукторах применяется картерная смазка, при которой корпус редуктора является резервуаром для масла. Масло заливает через верхний люк. При работе масло постепенно загрязняется продуктами износа, с течением времени свойства масла ухудшаются, оно стареет.
Поэтому масло, налитое в редуктор, переодически меняют. Для слива масла предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой. Дно делаем с уклоном 1..1,5 градусов в сторону сливного отверстия.
Кроме того, у самого отверстия делаем местное углубление, для того чтобы масло можно было слить без остатка. Перед сверлением сливного отверстия прилив в корпусе фрезеруют, поэтому он выступает над обрабатываемой поверхностью на высоту h=0,5.δ
Для определения нужного уровня масла в редукторе подсчитаем окружные скорости колес:
Поскольку окружная скорость тихоходной ступени больше 1 м/с, то необходимо в масло погружать только колесо тихоходной ступени. Допустимый уровень погружения колеса в масляную ванну:
Для данного колеса:
С учетом разбрызгивания масла при работе и колебаний уровня принимаем верхний уровень масла:
Для достижения максимального уровня масла его необходимо залить в количестве 3 литров.
Средние контактные напряжения в передачах-500 Мпа
С учетом этого и окружных скоростей колес рекомендуемая кинематическая вязкость масла составляет 28-34 мм2/с.
Выбираем масло И-Г-А-32 и картерную систему смазывания.
Смазывание подшипников.
Подшипники смазываются тем же маслом, что и детали передач. Стекающее при разбрызгивании с колес, водила и стенок корпуса масло попадает а подшипники. Во избежание попадания в подшипники, установленные на быстроходном валу, продуктов износа передач защищаем их маслоотражательными кольцами. Подшипники на приводном валу смазываем пластичным материалом Литол-24.
При длительной работе в связи с нагревом воздуха повышается давление внутри корпуса. При интенсивном тепловыделении это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутренняя полость корпуса сообщена с внешней средой через отдушину в крышке редуктора.
Уплотнительные устройства.
Уплотнительные устройства применяют для предохранения от вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также для защиты их от подания извне пыли и влаги.
В данной конструкции редуктора используются манжетные уплотнения, размеры которых определяюся размерами валов.
8. Проектирование муфты
В качестве упруго-компенсирующей муфты выбрана муфта упругая втулочно-пальцевая (МУВП). Проектирование осуществлялось по методике, изложенной в учебном пособии [1, стр.349].
Размер муфты по заданному моменту подбирают по справочникам и атласу. При проектировании специальной муфты, в которой размещают больщее число упругих элементов, пальцы и кольца оставляют стандартными, размещая их так, чтобы было выполнено условие
Где zc – число пальцев, d0 – диаметр отверстия под упругий элемент, D0 – диаметр окружности расположения пальцев, мм.
В данном случае, выберем zc= 8, d0=35 мм, D0=120 мм. Тогда условие выполнено.
Упругие элементы проверяют на смятие в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами:
где Tk=1,25.TT=650 – вращающий момент, Н.м; dП – диаметр пальца, мм; lвт – длина упругого элемента, мм; [σ]см= 2 Мпа – допускаемые напряжения.
Пальцы муфты изготовляют из стали 45 и рассчитывают на изгиб:
Допускаемые напряжения изгиба [σ]И = (0,4...0,5) σТ = 260 МПа, где σТ – предел текучести материала пальцев, Мпа. Зазор между полумуфтами с=3...5 мм.
Список литературы.
1. Дунаев П.Ф. Конструирова
ние узлов и деталей машин: учебное пособие / П. Ф. Дунаев, О.П. Леликов: под ред. О. А. Ряховского - 13-е изд., испр. и доп. – Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2017. – 564, [4] с. : ил.
2. Детали машин: Учебник для вузов / Л.А. Андриенко, Б.А. Байков, И.К. Ганулич и др.; Под ред. О.А. Ряховского. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2007. – 520 с.: ил. – (Сер. Механика в техническом университете; Т. 8).
3. Атлас конструкция узлов и деталей машин : учеб. пособие / [Б. А. Байков и др.] ; под ред. О. А. Ряховского, О.П. Леликова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009. – 400с. : ил.
4. Курс лекций по дисциплине «Детали машин». 5. Марочник сталей и сплавов.
Приложения
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ РАСЧЕТ ПРОЕКТНЫЙ ПРОГРАММА N 44
Зубчатые цилиндрические двухступенчатые
По развернутой схеме косозубые
══════════════════════════ ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ══════════════════════════════════
Вращающий момент на тихоходном валу, Н.м . . 519.5
Частота вращения тихоходного вала, об/мин . . 97.0
Ресурс, час . . . . . . . . . . . . . . 10000.
Режим нагружения . . . . . . . . . . . . . . 2.
Передаточное отношение редуктора . . . . . . 14.85
Коэффициент ширины венца . . . . . . . . . . .315
Степень точности . . . . . . . . . . . . . . 8.
Коэффициент запаса по изгибной прочности . . . 2.20
Твердость поверхности зубьев Шестерни, HRCэ . .0 ВАРЬИРУЕТСЯ
Колеса, HRCэ . .0 ВАРЬИРУЕТСЯ
Минимальное допустимое число зубьев Шестерни . 12.
Отношение передаточных чисел ступеней . . . . .00 ВАРЬИРУЕТСЯ
Угол наклона зубьев, град . . . . . . . . . . .000
ПРОГРАММА N 44 ИМЯ ФАЙЛА ДАННЫХ:RK963B15
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ РАСЧЕТ ПРОЕКТНЫЙ
Зубчатые цилиндрические двухступенчатые
По развернутой схеме косозубые
ПАРАМЕТРЫ ДЛЯ ВЫБОРА ВАРИАНТА
══╤═══════════╤═════╤═════╤═══════╤════════╤═══════════════════╤═══════════════
В│ Твердости,│Коэф.│Отнош│Суммарн│Диаметр │ Диаметры вершин │ Массы
а│ HRCэ │ширин│перед│межосев│впадин │ Колес, мм │ кг
р├─────┬─────┤венца│чисел│расст.,│Б-Шестер├─────────┬─────────┼────────┬──────
│Шест.│Колес│ │ступе│ мм │ни, мм │Т-ступень│Б-ступень│механ. │колес
──┴─────┴─────┴─────┴─────┴───────┴────────┴─────────┴─────────┴────────┴──────
1 28.5 24.8 .315 .70 285.00 46.47 301.62 162.78 70. 21.7
2 28.5 24.8 .315 1.00 290.00 44.86 273.96 194.39 67. 20.2
3 28.5 24.8 .315 1.30 295.00 39.72 266.34 209.28 68. 20.6
4 49.0 28.5 .315 .70 235.00 36.07 251.61 133.18 52. 12.4
5 49.0 28.5 .315 1.00 235.00 34.25 226.45 155.00 50. 11.0
6 49.0 28.5 .315 1.30 240.00 32.89 221.36 166.36 51. 11.3
7 59.0 59.0 .315 .70 191.00 27.40 199.19 113.35 40. 6.6
8 59.0 59.0 .315 1.00 190.00 28.25 178.75 130.50 38. 5.8
9 Bариант отброшен по конструктивным ограничениям:
мало расстояние между колесом быстроходной ступени и тихоходным валом
**
МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕДАТОЧНЫЕ РАСЧЕТ ПРОЕКТНЫЙ
Зубчатые цилиндрические двухступенчатые
По развернутой схеме косозубые Вариант 5
═══════════════════════════ РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА ══════════════════════════════
Характеристика механизма
Передаточное отношение механизма . . . . . . . . . . . . . 15.130
Вращающий момент на Быстроходном валу, Н.м . . . . . . . . 35.4
Тихоходном валу, Н.м . . . . . . . . 519.5
Частота вращения Быстроходного вала, об/мин . . . . . . . . 1467.7
Тихоходного вала, об/мин . . . . . . . . 97.0
Масса Механизма, кг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49.8
Колес, кг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10.95
Степень точности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8.
───────────────────────────────────────────────┬───────────────┬──────────────
Ступень │ Тихоходная │ Быстроходная