Вам нужна курсовая работа?
Интересует Механика?
Оставьте заявку
на Курсовую работу
Получите бесплатную
консультацию по
написанию
Сделайте заказ и
скачайте
результат на сайте
1
2
3

Расчет и конструирование механизма привода

  • 32 страницы
  • 7 источников
  • Добавлена 23.02.2015
1 001 руб. 1 430 руб.
  • Содержание
  • Часть работы
  • Список литературы
  • Вопросы/Ответы
Содержание

Содержание 2
Техническое задание 3
Описание привода рабочей машины 4
1. Кинематические расчеты 5
2. Материалы зубчатых колес. Расчет допускаемых напряжений 9
3. Расчет быстроходной ступени редуктора 10
4. Расчет тихоходной ступени редуктора 14
5. Расчет элементов корпуса редуктора 18
6. Проектный расчет валов 19
7. Уточненный расчет подшипников 21
8. Уточненный расчет валов 28
9. Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений 30
10. Выбор и расчет количества масла 31
11. Сборка редуктора 32
Список использованной литературы 33

Фрагмент для ознакомления

Подпись Дата
в плоскости yz:
RDY = (Ft2d + Ft3(d+e))/(d+e+f) =(4111·36 + 9327·89)/135 = 7245 Н;
RCY = (Ft3f + Ft2(f+e))/(d+e+f) =(9327·46 + 4111·99)/135 = 6193 Н;
Проверка: RDY + RCY – Ft3 - Ft2 = 7245 + 6193 – 9327 - 4111 = 0.
Суммарные реакции:
RD = = = 7584 H;
RC = = = 6754 H;

Рис. 2

Осевые нагрузки присутствуют, поэтому берем радиально-упорные шариковые подшипники №46210 ГОСТ 831-75, со следующими параметрами.
Динамическая грузоподъемность:
С = 40,6 кН. КП-2068956-40-04-02 Лист 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата



Статическая грузоподъемность:
С0 = 24,9 кН.
Диаметр отверстия внутреннего кольца:
d = 50 мм.
Диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца:
D = 90 мм.
Ширина подшипника:
B = 20 мм.
Осевые составляющие радиальных реакций:
S1 = e’· R1 = 0,68 · 7584 = 5157 H; α = 26° > 18°; e’ = e = 0,68.
S2 = e’· R2 = 0,68 · 6754 = 4593 H; α = 26° > 18°; e’ = e = 0,68.
Осевые нагрузки подшипников:
Рα1 = S1 = 5157 H
Рα2 = S2 + Fα2 = 4593 + 494 = 5087 H
Подшипник №1:
Рα1 / R1 = 5157 / 7584 = 0,67 < е
РЭ1 = v · R1 · kσ · kT = 1 · 7584 · 1,2 · 1 = 9101 H
Подшипник №2:
Рα2 / R2 = 5087 / 6754 = 0,75 > е
РЭ2 = (x · v · R2 + y · Рα2 ) · kσ · kT = (0,44 · 1 · 6754 + 1,65 · 5087) · 1,2 · 1 = 13638 H
Расчетная долговечность, млн. об.:
L = (C/ РЭ2)3 · = (40,6/ 13,638)3 · = 38 млн. об.
Ресурс (срок службы привода):
Lh = 4000 часов.
Расчетная долговечность, ч:
Lh’ = (L · 106)/(60 · n2) = (38 · 106)/(60 · 323,3) = 4259 ч > Lh = 4000 часов
Условие выполнено. Подшипники пригодны. КП-2068956-40-04-02 Лист 25 Изм. Лист № докум. Подпись Дата



Тихоходный вал.
Дано:
Fм = 125 = 125 = 3323 Н
Ft4 = 9327 H
Fr4 = 3429 H.
Реакции от усилий в зацеплении:
RAx(a + b) – Ft4b = 0; RAx = Ft4b / (a + b) = 9327 · 89 / 135 = 6149 H
RBx = Ft4 - RAx = 9327 – 6149 = 3178 H
Mx = RBxb = 3178 · 0,089 = 283 H · м
RAy = Fr4b / (a + b) = 3429 · 89 / 135 = 2261 H
RBy = Fr4 - RAy = 3429 – 2261 = 1168 H
My = RByb = 1168 · 0,089 = 104 H · м
Реакции от усилия муфты:
FM(a + b + c) – RAFм(a + b) – FM d = 0;
RAFм = (FM(a + b + c) – FM d)/ (a + b) = (3323 · 186 – 3323 · 51 )/ 135 = 3323 H
RBFм = RAFм - FM – FM = 3323 – 3323 – 3323 = -3323 H
RA = = = 6552 H
RB = = = 3386 H
Для расчета подшипников:
RA' = RA + RAFм = 6552 + 3323 = 9875 H
RB' = RB + RBFм = 3386 + 3323 = 6709 H
Выбор типа подшипника.
Осевые нагрузки отсутствуют, поэтому берем радиальные шарикоподшипники №213, С = 66,3 кН, С0 = 41 кН, d×D×B = 65×120×23
QA = RA' Kδ KT = 9875 · 1,2 · 1 = 11850 H
Ресурс подшипника:
Lh = a23(C / QA)m (106 / 60n3) = 0,8 · (66,3 / 11,850)3 · (106 / 60 · 102,5) = 4918 ч
4918 ч > 4000 ч
Подшипник подходит.
КП-2068956-40-04-02 Лист 26 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Рис. 3
КП-2068956-40-04-02 Лист 27 Изм. Лист № докум. Подпись Дата



8. Уточненный расчет валов

Быстроходный вал.
Материал вала – сталь 40X, НВ = 240, σв = 780 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,
σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].
Опасное сечение – опора Е.
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1d13 = 60 · 103 / 0,1 · 353 = 14 МПа
τа = τк /2 = Т1 / 2 · 0,2d13 = 109 · 103 / 0,4 · 353 = 6,4 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 14 = 6,8; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 6,4 = 14,2
S = Sσ Sτ / = 6,8 · 14,2 / = 6,1 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
Промежуточный вал.
Опасное сечение – место под колесо второй цилиндрической передачи.
Материал вала – сталь 40Х, НВ = 240, σв = 780 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,
σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].
Найдем значения изгибающих моментов в наиболее опасном сечении:
Му = RDX f = 2242 · 0,046 = 103 Н·м;
Мх = RDY f = 7245 · 0,046 = 333 Н·м;
Мсеч = = = 349 Н·м.
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1d3 = 349 · 103 / 0,1 · 48,43 = 30,8 МПа
τа = τк /2 = Т2 / 2 · 0,2d3 = 472 · 103 / 0,4 · 48,43 = 10,4 МПа
КП-2068956-40-04-02 Лист 28 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 30,8 = 3,1; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 10,4 = 8,8
S = Sσ Sτ / = 3,1 · 8,8 / = 2,9 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
Тихоходный вал.
Опасное сечение – место под колесо цилиндрической передачи.
Материал вала – сталь 40Х, НВ = 240, σв = 780 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,
σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = МAFм / 0,1d33 = 345 · 103 / 0,1 · 753 = 8,2 МПа
τа = τк /2 = Т3 / 2 · 0,2d33 = 1413 · 103 / 0,4 · 753 = 8,4 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 8,2 = 11,5; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 8,4 = 10,8
S = Sσ Sτ / = 11,5 · 10,8 / = 7,9 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.


КП-2068956-40-04-02 Лист 29 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


9. Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений

Шпонки призматические по ГОСТ 23360-78.
Материал шпонок: сталь 45, нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности:
σсм = 2Т / d(l – b)(h – t1) ≤ [σ]см
Допускаемые напряжения смятия:
- стальная ступица [σ]см = 110…190 МПа;
Быстроходный вал Ø28 мм, шпонка 8 × 7 × 45, t1 = 4 мм.
σсм = 2 · 109 · 103 / 28 · (45 – 8)(7 – 4) = 70,1 МПа < [σ]см
Промежуточный вал Ø60 мм, шпонка 18 × 11 × 45, t1 = 7 мм.
σсм = 2 · 472 · 103 / 60 · (45 – 18)(11 – 7) = 96,5 МПа < [σ]см
Тихоходный вал Ø75 мм, шпонка 20 × 12 × 63, t1 = 7,5 мм.
σсм = 2 · 1413 · 103 / 75 · (63 – 20)(12 – 7,5) = 105 МПа < [σ]см
Тихоходный вал Ø60 мм, шпонка 18 × 11 × 70, t1 = 7 мм.
σсм = 2 · 1413 · 103 / 60 · (70 – 18)(11 – 7) = 109 МПа < [σ]см
Условия выполняются. Шпонки пригодны.

КП-2068956-40-04-02 Лист 30 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


10. Выбор и расчет количества масла

Смазка зубчатых зацеплений осуществляется окунанием одного из зубчатых колес в масло на полную высоту зуба.
Вязкость масла по [2]:
[σ]Н = 544 МПа
V1 = 3,9 м/с – V40° = 28 мм2/с
V2 = 1,6 м/с – V40° = 34 мм2/с
V40°ср = 31 мм2/с
По [2] принимаем масло индустриальное И-Г-А-32, у которого
V40°C = 29-35 мм2/с. Подшипники смазываются тем же маслом, что и зацепления за счет разбрызгивания масла и образования масляного тумана. КП-2068956-40-04-02 Лист 31 Изм. Лист № докум. Подпись Дата



11. Сборка редуктора

Детали перед сборкой промыть и очистить.
Сначала устанавливаем в корпус редуктора быстроходный вал. Подшипники закрываем крышками.
Далее собираем тихоходный вал: закладываем шпонки; закрепляем колесо; устанавливаем подшипники. Собранный вал укладываем в корпус редуктора.
Закрываем редуктор крышкой и стягиваем стяжными болтами. Устанавливаем крышки подшипников.
После этого редуктор заполняется маслом. Обкатываем 4 часа, потом промываем.
КП-2068956-40-04-02 Лист 32 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Список использованной литературы

1. С.А. Чернавский и др. – Курсовое проектирование деталей машин,
Москва, «Машиностроение», 1988 г.
2. П.Ф. Дунаев, С.П.Леликов – Конструирование узлов и деталей машин,
Москва, «Высшая школа», 1998 г.
3. М.Н. Иванов – Детали машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.
4. А.Е. Шейнблит – Курсовое проектирование деталей машин,
Калининград, «Янтарный сказ», 2002 г.
5. П.А. Степин Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, 1983,-303с.
6. С.А. Чернавский и др. Проектирование механических передач. – 5-е изд. Перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1984. – 560с.
7. А.В. Кузьмин и др. Курсовое проектирование деталей машин. Справочное пособие. – Минск: Высшая школа, 1986. –402с.



КП-2068956-40-04-02 Лист 33 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Список использованной литературы

1. С.А. Чернавский и др. – Курсовое проектирование деталей машин,
Москва, «Машиностроение», 1988 г.
2. П.Ф. Дунаев, С.П.Леликов – Конструирование узлов и деталей машин,
Москва, «Высшая школа», 1998 г.
3. М.Н. Иванов – Детали машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.
4. А.Е. Шейнблит – Курсовое проектирование деталей машин,
Калининград, «Янтарный сказ», 2002 г.
5. П.А. Степин Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, 1983,-303с.
6. С.А. Чернавский и др. Проектирование механических передач. – 5-е изд. Перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1984. – 560с.
7. А.В. Кузьмин и др. Курсовое проектирование деталей машин. Справочное пособие. – Минск: Высшая школа, 1986. –402с.

Расчет и конструирование механического привода горной машины

Министерство образования и науки

Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный университет










КУРСЫ

По дисциплине

Механика. Прикладная механика.

Расчет и конструирование механического привода горной машины


выполнил: студент гр.

Баширов Н. М.

Проверил

Большунов А. В.


Санкт-Петербург

1


Аннотация:


Основной задачей лечения проекта по деталям машин является разработка общей конструкции привода, который включает в себя обязательную разработку всех вопросов, решение которых необходимо для воплощения принципиальной схемы реальной конструкции, правила проектирования, и оформления рабочего проекта определены стандартами СЭВ и ЕСКД. Приступая к проектированию, необходимо помнить:

. Конструируемое изделие должно быть рациональным внешний вид сборочных единиц, которые обеспечивают самые маленькие габариты, удобства сборки и замены деталей.

. Выбор материалов и термической обработки должен быть обоснован и отвечать технологическим и экономическим требованиям.

. Обеспечивать точность изготовления детали посредством назначения предельных отклонений на размеры, форму и взаимное расположение поверхностей. Результатом проекта должно явиться получение гармоничный дизайн, который отвечает требованиям надежности, точности, долговечности и др.

В этот обмен работе приведены расчеты и конструкции одноступенчатого конического зубчатого редуктора, приведены расчеты конических зубчатых передач, валов, шпонок на прочность; геометрия и кинематика зубчатых передач. В этих расчетов разработан сборочный редуктора чертеж в масштабе 1:1 с указанием габаритных основных размеров, а также представлен общий вид привода.

The summarybasic task of the course project on details of machines is the development of a general design of a drive, which includes obligatory development of all questions, which decision is necessary for an воплощение обращается of the basic circuit in a real дизайн, rule of designing, and registration of the equipment design are determined by the standards SEV and ESKD. Beginning to designing, it is necessary to remember:

. The designed product should have rational configuration of assembly units гарантируя the least dimensions, комфорт of assembly and replacement of details.

Узнать стоимость работы