курсовая

Напряжения изгиба по формуле (2.3) F1 = 18151,814,070,940,64 / (271,5) = 68,3 < 313 МПа; Условие изгибной выносливости зубьев выполняется.2 Максимальные изгибные напряжения при кратковременной перегрузке [3, c. 8] Fmax = F(Tmax/ T) FPmax:Fmax1= 68,32,1 = 143 1815 МПа;Условие прочности выполняется. 2.3 Конструкция зубчатых колес1.Зубья шестерни нарезаны на входном валу.2.Конструкция колес показана на рисунке 2.2, размеры их даны в таблице 2.5 [4, c. 62 и 69] или [7, c. 44 и 49]. Производство мелкосерийное, диаметр da2 500 мм, заготовки колес–поковки. Таблица 2.5 – Размеры колес в соответствии с рисунком 2.2НаименованиеРекомендацииРазмер, мм1 Диаметр вершинda2таблица 1.9141,232Ширинавенцаb2таблица 1.9323Диаметрвала dподраздел 1.4 304 Толщинаобода S2,5m + 0,05 b25,355 Фаска f(0,5...0,6)mn0,96 Радиус RR 672.4 Конструктивные элементы редуктораВыпуск привода мелкосерийный, способ получения заготовок корпуса и крышки редуктора – сварка. Материал – сталь Ст3 ГОСТ 380–94.В таблице 2.6 приведены размеры основных элементов редуктора по рекомендациям [4]*.Таблица 2.6 – Размеры элементов редуктораНаименование размераОбоз-наче-ниеФормулаВеличина, ммПриме-чаниерасчетнаяпринято1 Толщина стенки – литого корпуса1,2(TT)0,25 63,76[4,c.257] – литой крышк 10,9 63,376 1) – сварного корпусаС0,835 – сварной крышкиС10,81351)2 Толщины : – фланца корпусаS1,5C6.487 – фланца крышкиS11,5C15.856 – опорных лапS32,35C10.1510 – ребер жесткости S4(0,9...1)C13.943 Компоновочный размерLaW + 0,5(da1+ da2)172180[4, c.46]Зазоры: между колесами и стенкой:– по диаметрам и торцамаL1/3 + 3рис. 1.3, а8,5711[4, c.45] – между da22)и дномb0 (3…4)а33…4435[4, c.45]4 Диаметры винтов крепления 4): – крышки редуктора к корпусуd11,25 TT1/3 105,76[4, c.264] – лапы к рамеd21,25 d17,58 – число винтов d2zприaw315 мм4awT== 150 – крышки смотрового люка d4(0,5...0,6) d1 63…3,655 Ширина: – фланца корпуса и бобышек подшипников – опрной лапыК1К2 2,1d1 + k5)(2,3...2,5) d0 +k25362536[4, c. 264]d0 =137,12.5 Смазка зацеплений и подшипниковСкорости и контактное напряжения редуктора : v = 2.28 м/сHБ = 499 МПаПри скоростях v= 0,3...12,5 м/с [6,c.172] применяют картерную смазку окунанием зацеплений. Глубина погружения колеса тихоходной ступени редуктора hП≥2m=3Высота верхнего уровня масла в редукторе hМ =Δ3+hП=40+3=43ммФактический объем масла в картере редуктора V = Lвн∙Ввн∙hM =223∙53∙43=0,508·106V=0,508л где Lвн, Ввн – внутренние длина и ширина корпуса редуктора из его чертежа.Требуемая кинематическая вязкость масла [7, c.173] при σНдо 600 и vБ= 1,12м/с - =68 мм2/с (при t0 = 40 0).Рекомендуемая марка маслаИ-Г-А-68ГОСТ 20799–88Выходные концы валов закрыты манжетными уплотнениями –го типа по ГОСТ 8752–79.Для герметизации плоскость разъема крышки и корпуса перед окончательной сборкой должна быть покрыта тонким слоем герметика УТ–34 ГОСТ 24285–80.2.6 Усилия в передачахУсилия, действующие в передачах, показаны на рисунке 2.2.Рисунок 2.2 – Усилия в передачахФормулы сил цилиндрической передачи [3,с.21]:окружная сила - ;радиальная сила - ;осевая сила - где .Консольная сила от муфты на входном конце быстроходного вала :Результаты расчета сил приведены в таблице 2.6.Таблица 2.6 – Усилия в передачахСилы в зацепленииЗначение силы, Нна шестернена колесеОкружнаяFt1 = Ft2 = 1851,1РадиальнаяFr1 = Fr2 = 694,1ОсеваяFa1 = Fa2 = 459,16Fa2 = Ft2tg =459,16Где где – угол зацепления=20°; – угол наклона зуба.2.7 Проверочный расчет валов на изгиб и кручениеПредварительно для опор всех валов были приняты шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии по ГОСТ 8338-75 (таблица 2.7) [6, с.422].Таблица 2.7 – Параметры опор валаПараметрыВалвходнойвыходнойДиаметр цапфы вала dП, мм2530Подшипник7205А7206АНаружный диаметр D, мм5262Ширина B, мм16,2517,25Параметр е0,360,36УстановкаОпределение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов выходного вала :Проверку будем вести для ведомого вала .Исходные данные :Ft1 = Ft2 = 1851,1Н , Fr1 = Fr2 = 694,1Н , Fa1 = Fa2 = 459,16 Нl1=35, l2=35, l1=41 Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)Изгибающий момент от осевой силы Fа будет: Нм.Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.1mАу=02mВу=0Проверка:FКу=0RАy- Fr+ RBy=347,55-694,1+346,63=0Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:М1у=0;М2у= RАy·а;М2у=346,63·0,035=12,13 Нм;М2у =12,1Нм;М2’у= М2у- Mа;М2’у=12,13 -31,93=-19,8Нм;М3у=0;М4у=0;Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)1mАх=0;-RВх·(a+b)- Ft·a=0;RВх=-925,58Н2mВх=0;-RАх·(a+b)+Ft·b= 0;ПроверкаmКх=0;-RАх+ Ft-RВх=-925,58+1851,1-925,58=0Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:М1х=0;М2х= -RАх·а;М2х=-925,58·0,035:М2х=-32,39М3х=0;Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм Крутящий моментТI-I=0;ТII-II=T2=95,57 Нм;Рисунок 2.2 2.8 Проверочный расчет подшипников выходного вала долговечностьРасчет будем проводить для подшипников 7206А ГОСТ 27365-87.е=0,36.Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил:Определяем расчетные осевые нагрузки Ra1 и Ra2 с учетом расположения подшипников враспор:Определяем соотношениегде V – коэффициент вращения: при вращении внутреннего кольца V=1, наружного – V=1,2, и сравнивают его с коэффициентом е:X=1, Y=0.Определяем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле:где Кσ – коэффициент безопасности: при спокойной нагрузке Кσ= 1;КТ – температурный коэффициент: при температуре подшипника менее 100 °С КТ= 1.Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников по формуле:Подшипники пригодны для установки на данном валу.2.9 Расчет шпоночных соединенийПринимаем шпонки призматические по ГОСТ 23360 – 78 [6,с.432].Для соединений деталей с валами принимаются призматические шпонки со скругленными торцами по ГОСТ 8789-68. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.Прочность соединений проверяется по формуле: [6,с.107]:d - диаметр вала в месте установки шпонки - размеры шпонки: длина l; ширина b; высота h; глубина паза вала t1Для соединения вала электродвигателя с выходным концом ведущего вала при d1=24 мм выбираем шпонку с параметрами b х h х l = 8х7 х 32; t = 4 мм - Применяем муфту -Для крепления зубчатого колеса при d2˝=34мм выбираем шпонку b х h х l = 8 х7 х 25; t1 = 5 ммДля стальной ступицы -3.ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТМатериал выходного вала - сталь 45; термообработка - улучшение,Определим запас прочности, под серединой зубчатого колеса .Максимальный изгибающий моментМКР=Т2=95,57 Н·ммИ концентрация напряжений обусловлена шпоночной канавкой.Коэффициенты запаса прочности [17, с 276]. При диаметре вала d=30 мм, масштабные коэффициенты; [17, с 279].Для улучшенной поверхности коэффициент упрочнения [17, с 279].Для стали 45 коэффициент [17, с 279].Коэффициент концентрации напряжений от шпоночной канавки [17, с 278].Моменты сопротивления сечения с учетом шпоночной канавки:Напряжение в сеченииДля редукторных валов [17, с 279].Условие выполняется.ЛИТЕРАТУРА. 1. Энергетический и кинематический расчеты приводов: Метод. указания по дисциплине “ Детали машин “ для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения / НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов.- Н.Новгород , 2000. – 27 c. 2. Зубчатые и червячные передачи. Ч.I: Проектировочный расчет: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т.Крюков.- Н.Новгород, 2000.- 31c. 3. Зубчатые и червячные передачи. Ч.II: Проверочный расчет. Силы в зацеплениях: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т.Крюков.- Н.Новгород, 2001.- 24 с.4. Ременные передачи. Ч.I: Методика расчета: Метод. указания по дисципли-не “Детали машин” для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Н.В.Дворянинов, Ю.П.Кисляков. Н.Новгород, 1999.- 31 с. 5. Ременные передачи. Ч.II: Примеры расчета: Метод. указания по дисцип-лине “Детали машин” для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Н.В.Дворянинов, Ю.П.Кисляков.- Н.Новгород, 1999.-16 с. 6. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.- М.: Высш. шк., 2001.- 447 с. 7. Решетов Д.Н. Детали машин.- М.: Машиностроение, 1989.- 496 с. 8. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование.- М.: Машиностроение, 2002.- 536 с. 9. Иванов М.Н. Детали машин. Учебник для машиностроительных специальностей вузов/М.Н.Иванов, В.А. Финогенов - 9-е изд.,испр.-М.:Высш.шк.,2005.-408 с.:ил. 10. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие для втузов/С.А.Чернавский,Г.А.Снесарев и др.-5-е изд.,перераб. и доп.- М.:Машиностроение,1984.-560 с.,ил. 11. Николаев Г.А. Сварные конструкции. Изд. 3-е, перераб.-М.,Машгиз,1962,552 с. 12. Детали машин: Атлас конструкций: В 2 ч., 5-е изд. / Под ред. Д.Н. Решетова.- М.: Машиностроение, 1992. 13. Атлас конструкций узлов и деталей машин: Учеб. пособие/ Б.А.Байков, А.В. Клыпин, И.К.Ганулич и др.;Под ред. О.А. Ряховского.-М.:Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,2007.-384 с.:ил. 14.Анфимов М.И.Редукторы. Конструкции и расчет:Альбом.-4-е изд., перераб. и доп.-М.:Машиностроение,1993.-464 с.:ил. 15. Ульянов А.А. Детали машин:учеб.пособие для студентов машиностроительных и механических специальностей всех форм обученияобучения/А.А.Ульянов;НГТУ.-Н.Новгород,2006.199 с. 16.Чернавский С.А. и др. Курсовое проектирование деталей машин - М: Машиностроение, 1988 - 416 с.: ил.454 с.17 П.Г. Гузенков «Детали машин» 1969г.