| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
МЕНЮ
| Кинематический расчет приводаКинематический расчет привода13 Кинематический расчетДано: кН; м/с; D=0,5 м.1. Определим мощность на валу звездочки конвейераP5 = Ft*v=5,5*1,5=8,25 кВт.Определим общий КПД приводаобщ=р*ц2*м*п4=0,97*(0,97) 2*0,99*(0,99) 4=0,87Согласно учебнику «Курсовое проектирование деталей машин» стр.5, значение КПД механических передачцил=0,97рем=0,97муфты=0,99подш=0,992. Определим мощность на валу двигателяPэд=P5/общ =9,48 кВтИз таблицы «Асинхронные двигатели серии 4А, закрытые обдуваемые (по ГОСТ 19523-81)" при Pэд. =11 кВт и синхронной частоте вращения nэд=1500 об/мин скольжение составляет s=2,8%, тип двигателя 132 МЧ080402 КП 03.00.00. ПЗОпределим частоту вращения звездочкиn4=60*v/*D =60*1,5/3,14*0,5 =57,3 (об/мин)Номинальная частота вращения двигателя:nном= nс(1 - s) =1500*(1-0,028) =1458 об/минПередаточное отношение приводаuобщ = nном /nр = 1458/57,3 =25,4Согласно Чернавский С.А. стр 7 средние значения u:для зубчатых передач 2-6, ременных 2-4Пусть uцил=3, тогдаОпределяем кинематические параметры на каждом валу приводаВал 1:P1 = Pэд =9,48 кВтn1 = nэд=1458 (об/мин);T1 =9550*P1/n1 = 62,1 Н*мВал 2:P2 = P1*рем*подш =9,48*0,97*0,99 =9,1 кВт;n2 = n1/uрем =1458/2,8 = 520,7 (об/мин);T2 =T1* uрем*рем*подш = 167 Н*мВал 3:P3 = P2*цил *п =9,1*0,97*0,99 =8,74 кВт;n3 = n2/uц = 520,7/3 = 173,6 (об/мин);T3 =T2* uц *цил*п = 481 Н*мВал 4:P4 = P3 *цил*п =8,74*0,97*0,99 =8,39 кВт;n4 = n3/uц = 173,6/3=57,87 (об/мин);T4 = T3* uц *цил*п = 1386 Н*м080402 КП 03.00.00. ПЗВал 5:P5 = P4 *муф*п =8,2 кВт;n5 = n4 = 57,87 (об/мин);T5 = T4* м *п = 1358 Н*м
Расчет цилиндрических зубчатых колес редуктораЗубчатые передачи закрытые, заключенные в отдельный корпус.В соответствии условию колесе изготовлены из Стали 40Х. Вид термообработки - улучшение. Шестерня - Сталь 40ХН, ТО - закалка. В соответствии гл. III табл.3.3. Чернавский С.А. твердость для шестерни 280 НВ, колесо 260 НВ.3. Допускаемые контактные напряжения:По табл.3.2, глава III для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев НВ<350 и ТО улучшениемПри длительной эксплуатации коэффициент долговечности KHL=1; коэффициент безопасностиДля косозубых зубчатых колес:Для шестерни: МПаДля колеса:Расчетное допустимое контактное напряжение:МПаза принято080402 КП 03.00.00. ПЗ4.Т. к. колеса расположены симметрично, то по т 3.1. стр.32и коэффициент ширины венца по межосевому расстояниюМежосевое расстояние из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьевммпо ГОСТ 2185-66 =160 ммммпо ГОСТ 2185-66 =224 мм5. Нормальный модуль зацепленияммммпринимаем по ГОСТ 9563-60* мм, мм.6. Угол наклона зубьев в=10°Определим число зубьев шестерни и колеса1). принимаем =31Уточняем угол наклона зубьев2). принимаем =36Уточняем угол наклона зубьев7. Основные размеры шестерни и колесаДиаметры делительные:1). (мм)(мм)080402 КП 03.00.00. ПЗ2). (мм)(мм)Проверка: (мм)8. Диаметры вершин зубьев1). мммм2). мммм9. Ширина колеса1). мм2). ммШирина шестерни1). мм2). мм10. Коэффициент ширины шестерни по диаметру1).2).11. Окружная скорость колес и степень точности передачи1). м/с2). м/сПринимаем 8-ю степень точности.12. Коэффициент нагрузкиЗначение в таблице 5 стр 391). =1,032). =1,03Значение в таблице 4 стр 391). =1,092). =1,06Значение в таблице 6 для косозубых колес стр.401). =12). =1080402 КП 03.00.00. ПЗ1). =1,122). =1,0913. Проверка контактных напряженийМПаМПа14. Силы, действующие в зацепленииокружная:1). кН2). кНрадиальная:1). Н2). Носевая:1). Н2). Н15. Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба- коэффициент нагрузкиПо табл.3.7 при , =1,08По табл.3.8 =1,25- коэффициент, учитывающий форму зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев :для шестерни стр.421).2).080402 КП 03.00.00. ПЗдля колеса1).2).Допускаемое напряжение:по табл.3.9 НВДля шестерни МПа; для колеса МПа- коэффициент безопасности, т.к =1, тоДопускаемые напряжения:для шестерни МПадля колеса МПаНаходим отношениядля шестерни:1).2).для колеса:1).2).Расчеты ведем для шестерней первого и второго зацеплений:1).2).для средних значений коэффициента торцового перекрытия и 8-й степени точности080402 КП 03.00.00. ПЗПроверяем прочность зуба:1).Па < =288 Мпа2). Па < =288 МпаУсловие прочности выполнено.Предварительный Расчёт Валов1. Материал Сталь 40Х ГОСТ 4548-71Принимаем допускаемое напряжениеБЫСТРОХОДНЫЙ:2. Диаметр выходного конца вала (под шкив)Из расчётовПринимаем ближайшее большее значение из стандартного рядаГОСТ 6636-69Длина ступениДиаметр под уплотнение крышки с отверстием и подшипникгде t=2.5. - высота буртика (Шейнблит, стр.109)Принимаем ближайшее большее значение из стандартного рядаГОСТ 6636-69Диаметр под шестерню:где r=3 - координата фаски подшипникаПринимаем ближайшее большее значение из стандартного рядаГОСТ 6636-69определяется графически по эскизной компоновкеВ=69(мм) - ширина шестерни080402 КП 03.00.00. ПЗПод подшипник=B=19(мм) - для шариковых подшипников.Тихоходный.Диаметр выходного конца вала (под шкив)Из расчётовПринимаем ближайшее большее значение из стандартного рядаГОСТ 6636-69Длина ступениДиаметр под уплотнение крышки с отверстием и подшипникгде t=3.5. - высота буртика (Шейнблит, стр.109)Диаметр под колесо:где r=3,5 - координата фаски подшипникаПринимаем ближайшее большее значение из стандартного рядаГОСТ 6636-69определяется графически по эскизной компоновкеВ=89,6(мм) - ширина колесаПод подшипник=B=28(мм) - для шариковых подшипников.080402 КП 03.00.00. ПЗВыбор и проверка долговечности подшипника.Диаметр первого колеса (колеса быстроходной передачи) - 245 мм;Диаметр второго колеса (шестерни тихоходной передачи) - 118 мм.Силы, действующие в зацеплении, быстроходная передача.Окружная - Ft=2T2/d1=1363,2 HРадиальная - Fr= Ft*=1363,2*=512,4 НОсевая - Fa=Ft*tg=1363,2*0,259=353,1 НСилы, действующие в зацеплении, тихоходная передача.Окружная - Ft=2T4/d1=23491,2 HРадиальная - Fr= Ft*=23491,2*=8860 НОсевая - Fa=Ft*tg=23491,2*0,2773=6523,2 Н.Промежуточный вал.Определение реакций в подшипниках.Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.Дано:1. Вертикальная плоскость.Определяем опорные реакции080402 КП 03.00.00. ПЗПроверка:Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в сечениях 1. .42. Горизонтальная плоскость.Определим опорные реакции080402 КП 03.00.00. ПЗПроверка:Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в сечениях 1. .43. Строим эпюру крутящих моментов.4. Определим суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях.080402 КП 03.00.00. ПЗ080402 КП 03.00.00. ПЗПодшипник КаченияВ соответствии с Шейнблит (стр.111):Левый подшипник:Подшипник радиальный шариковый однорядныйСерия особо лёгкая.Схема установки - с одной фиксирующей стороной.Типоразмер 111.Правый подшипник:Подшипник радиально-упорный роликовый конический однорядныйСерия особо лёгкая.Схема установки - враспор.Типоразмер 7111.Геометрические параметры:Левый подшипник:d=55ммD=90ммB=18ммr=2ммПравый подшипник:d=55ммD=90ммB=23ммr=2ммСтатистические параметры:Грузоподъёмность:Левый подшипник:Динамическая C=28,1кНСтатическая Сo=17,0кНПравый подшипник:Динамическая C=57кНСтатическая Сo=45,2кННоминальная долговечность (ресурс) шарикоподшипника:С - динамическая грузоподъёмность;Р - эквивалентная нагрузка;Т. к. , то эквивалентная нагрузка:V-коэффициент; при вращении внутреннего кольца V=1;080402 КП 03.00.00. ПЗВ соответствии с табл.9.18, 9. 19 (Чернавский С.А., стр.212)=0,56=1,99 =1,49Расчётная долговечность:627(млн. об)1266(млн. об)Расчетная долговечность:Быстроходный вал.Определяем реакции опор.080402 КП 03.00.00. ПЗПодшипник КаченияВ соответствии с Шейнблит (стр.111):Левый и правый подшипник:Подшипник радиальный шариковый однорядныйСерия лёгкая.Схема установки - с одной фиксирующей стороной.Типоразмер 209 ГОСТ8338-75.Геометрические параметры:d=45ммD=85ммB=19ммr=2мм080402 КП 03.00.00. ПЗСтатистические параметры:Грузоподъёмность:Динамическая C=33,2кНСтатическая Сo=18,6кННоминальная долговечность (ресурс) шарикоподшипника:С - динамическая грузоподъёмность;Р - эквивалентная нагрузка;Т. к. , то эквивалентная нагрузка:V-коэффициент; при вращении внутреннего кольца V=1;В соответствии с табл.9.18, 9. 19 (Чернавский С.А., стр.212)=0,56=1,99Расчётная долговечность:24673(млн. об)Расчетная долговечность:Тихоходный вал.Определяем реакции опор.080402 КП 03.00.00. ПЗ080402 КП 03.00.00. ПЗПодшипник КаченияВ соответствии с Шейнблит (стр.111):Левый и правый подшипник:Подшипник радиальный шариковый однорядныйСерия лёгкая.Схема установки - с одной фиксирующей стороной.Типоразмер 217 ГОСТ8338-75.Геометрические параметры:d=85ммD=150ммB=29ммr=3ммСтатистические параметры:Грузоподъёмность:Динамическая C=83,2кНСтатическая Сo=53,0кННоминальная долговечность (ресурс) шарикоподшипника:С - динамическая грузоподъёмность;Р - эквивалентная нагрузка;Т. к. , то эквивалентная нагрузка:V-коэффициент; при вращении внутреннего кольца V=1;В соответствии с табл.9.18, 9. 19 (Чернавский С.А., стр.212)=0,56=1,99Расчётная долговечность:74(млн. об)Расчетная долговечность:080402 КП 03.00.00. ПЗУточненный расчет валов.Промежуточный вал.Вал 3, Сечение 1 (А-А)Материал вала - сталь 40Х, В=600 Мпа (по табл.3.3). Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Крутящий момент T=481 Н*мПредел выносливости при симметричном цикле изгиба:-1=0,43*в=0,43*600=258 МПа.Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:-1=0,58*-1=150 МПа.Изгибающие моментыРезультирующий изгибающий момент:=331119Моменты сопротивления сечения нетто (d=65 мм; b=16 мм; t1=6 мм):а) Момент сопротивления кручению:б) Момент сопротивления изгибу:Амплитуда номинальных напряжений изгиба:, m=0.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163-166 [1]) определим ряд коэффициентов: .Определим коэффициенты запаса прочности:080402 КП 03.00.00. ПЗОбщий коэффициент запаса прочности:Условие соблюдено.Вал 3, Сечение 1 (Б-Б)Материал вала - сталь 40Х, В=600 Мпа (по табл.3.3).Крутящий момент T=481 Н*мПредел выносливости при симметричном цикле изгиба:-1=0,43*в=0,43*600=258 МПа.Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:-1=0,58*-1=150 МПа.Изгибающие моментыM= Dx4*60=326640M= Dy4*60+Fa3*59=464877Результирующий изгибающий момент:=657604Моменты сопротивления сечения нетто (d=65 мм; b=16 мм; t1=6 мм):а) Момент сопротивления кручению:б) Момент сопротивления изгибу:Амплитуда номинальных напряжений изгиба:, m=0.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163-166 [1]) определим ряд коэффициентов: .080402 КП 03.00.00. ПЗОпределим коэффициенты запаса прочности:Общий коэффициент запаса прочности:Условие соблюдено.Быстроходный вал.Вал 2, Сечение 1 (А-А)Материал вала - сталь 45, термообработка - улучшение, В=780 Мпа (по табл.3.3).Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:-1=0,43*в=0,43*780=335 МПа.Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:-1=0,58*-1=193 МПа.Моменты сопротивления сечения нетто (d=38 мм; b=16 мм; t1=6 мм):а) Момент сопротивления кручению:б) Момент сопротивления изгибу:Изгибающие моментыM= Rx*54=36774M= Ry*54+Fa*42,5=19878Результирующий изгибающий момент:=41802080402 КП 03.00.00. ПЗАмплитуда номинальных напряжений изгиба:, m=0.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163-166 [1]) определим ряд коэффициентов: .Определим коэффициенты запаса прочности:Общий коэффициент запаса прочности:Условие соблюдено.Вал тихоходный.Вал 4, Сечение 1 (А-А)Материал вала - сталь 45, термообработка - улучшение, В=780 Мпа (по табл.3.3).Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:-1=0,43*в=0,43*780=335 МПа.Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:-1=0,58*-1=193 МПа.Моменты сопротивления сечения нетто (d=78 мм; b=20 мм; t1=7,5 мм):а) Момент сопротивления кручению:б) Момент сопротивления изгибу:080402 КП 03.00.00. ПЗПриняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l=105мм, получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки М=Амплитуда номинальных напряжений изгиба:, m=0.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163-166 [1]) определим ряд коэффициентов: .Определим коэффициенты запаса прочности:Общий коэффициент запаса прочности:Условие соблюдено.Вал 4, Сечение 1 (Б-Б)Материал вала - сталь 45, термообработка - улучшение, В=780 Мпа (по табл.3.3).Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Крутящий момент T=1386 Н*мПредел выносливости при симметричном цикле изгиба:-1=0,43*в=0,43*780=335 МПа.Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:-1=0,58*-1=193 МПа.Изгибающие моментыM= Rx5*70=47705M= Ry5*70+Fa2* 171=1143083080402 КП 03.00.00. ПЗРезультирующий изгибающий момент:=1144078Моменты сопротивления сечения нетто (d=78 мм; b=20 мм; t1=7,5 мм):а) Момент сопротивления кручению:б) Момент сопротивления изгибу:Амплитуда номинальных напряжений изгиба:, m=0.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163-166 [1]) определим ряд коэффициентов:. .Определим коэффициенты запаса прочности:Общий коэффициент запаса прочности:Условие соблюдено.080402 КП 03.00.00. ПЗПроверка шпонокПараметры шпонки взяты из табл.8.9 (стр.169 [1]).Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, т.е. должно удовлетворяться условиеДля Быстроходного колеса.Шпонка 20Х12Х63 ГОСТ 23360-78lp - рабочая длина шпонки; lp=l-b (для шпонки со скругленными торцами).Проверка на смятие:Проверка на срез:=130 Мпа;Условие удовлетворено.Для Тихоходного колеса.Шпонка 25Х14Х100 ГОСТ 23360-78Проверка на смятие:Проверка на срез:=130 Мпа;Условие удовлетворено.080402 КП 03.00.00. ПЗНа Ведомый ШкивШпонка 10Х8Х50 ГОСТ 23360-78Проверка на смятие:Проверка на срез:=130 Мпа;Условие удовлетворено.Для МУВП на четвертом валу.Шпонка 22Х14Х90 ГОСТ 23360-78Проверка на смятие:Проверка на срез:=130 Мпа;Условие удовлетворено.080402 КП 03.00.00. ПЗКонструктивные размеры корпуса редуктора.Толщина стенок корпуса и крышки: =0,0025а+3=0,025*250+1,5=7,75 мм,принимаем =8мм; 1=0,02*250+3=8, принимаем 1=8.Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:Верхнего пояса корпуса и пояса крышки:нижнего пояса корпуса:принимаем p=20мм.Внутренняя стенка корпуса:Принимаем зазор между торцом шестерни внутренней стенкой А1=1,2=12 мм.Принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А==10 мм.Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца. Их ширина определяет размер y=812 мм. Принимаем 10 мм.Согласно Цехнович «Атлас Деталей Машин».Диаметр фундаментальных болтовВыбираем болты М16.Отсюда диаметр под отверстиеДиаметр стяжных болтов, которые соединяют корпус и крышку редуктораВыбираем болты М16.Толщина фланца (согл. атласа) (1,25dc+) +(1,25dc+5) =(1.25*14+10) +(1.25*14+5) =50 мм.Крышка подшипника на вал 3 согласно Цехнович «Атлас Деталей Машин» стр.43 - dБ=М8, количество - 6.Сквозная крышка на вал 4 согласно Атласу - dБ=М12, количество - 6. высота головки винта - 8 мм + шайба толщиной 3,0 мм = 11 мм.Сквозная крышка на вал 2 согласно Цехнович «Атлас Деталей Машин» - dБ=М8, количество - 4. высота головки винта - 5,5 мм + шайба толщиной 2,0 мм = 7,5 мм.Толщина фланца под винты в фундамент - 1,5*dФ=24 мм.Пробка для контроля и спуска смазки - М16Х1,5 по ГОСТ 9150-81 (Атлас стр.54).Маслоуказатель жезловой - стр.55, табл.55. по диаметр 10 мм.Сорт масла выбираем по табл.10.29 (Шейндблит) стр.241, в зависимости от контактного напряжения в зубьях и фактической окружной силы колес.Отсюда - И-40-А 68 ГОСТ 17479.4-87.Уровень масла:hmin= 2,2m= 9,8 мм.m<=hM<=0.25d2=65 мм.080402 КП 03.00.00. ПЗСписок использованной литературы:Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М., Ицкович Г.М. «Курсовое проектирование деталей машин» - 2-е издание, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1987. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей Машин» - 4-е издание, перераб. и доп. - М.: Высш. Шк., 1985. Иванов М.Н. «Детали Машин» - 5-е издание, перераб. и доп. - М.: Высш. Шк., 1991. Шейндблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей Машин» - М.: Высш. Шк., 1991. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцов Б.С. «Расчеты деталей машин» - 3-е изд., перераб. и доп. - Мн.: Высш. шк., 1986. Орлов П.И. «Основы конструирования: справочно-методическое пособие» В 2-х кн. - изд.3-е, испр. - М.: Машиностроение, 1988. 080402 КП 03.00.00. ПЗ |
ИНТЕРЕСНОЕ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|