KURSACh_DM
.docx
7.2 Колесо кованое, его размеры: d3 = 178,57 мм, da3 = 183,57 мм, b3 = 37,5 мм. Диаметр ступицы dст = 1,6∙dк3 = 1,6∙55 = 88 мм. Длина ступицы lст = (1,0…1,6)∙dк3 = (1,0…1,6)∙55 = 55…88 мм, принимаем lст = 60 мм. Толщина обода
принимаем Толщина диска С = 0,3∙b3 = 0,3∙37,5 = 12,5 мм, принимаем С=14 мм.
|
||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
|
|
|
|
|
29 |
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||
8 Расчет шпоночных соединений
8.1 Для вех валов предусматриваем шпонки призматические со скругленными торцами ГОСТ 23360 – 78. Материал шпонок – сталь 45 ГОСТ 1050 – 88 нормализованная.
|
||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
|
|
|
|
|
30 |
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||
8.2 Условие прочности соединения по напряжениям смятия /2, с. 170/
(8.1)
где Т – момент на валу, Н∙м; d – диаметр вала, мм; h – высота шпонки мм; l – длина шпонки, мм; b – ширина шпонки, мм; tl – глубина паза вала ,мм; − допускаемое напряжение смятия, МПа. Размеры шпоночного соединения b, h, tl выбираем в зависимости от диаметра вала d /2, с. 169/, а необходимую длину l определим, преобразовав формулу (8.1)
(8.2)
Допускаемое напряжение смятия учетом кратковременных перегрузок /2, с. 170/.
|
||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
|
|
|
|
|
31 |
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
8.3 Шпоночное соединение, расположенное на выходе ведущего вала, на диаметре d = 55 мм имеет размеры bxh = 16x10 мм, tl = 6,0 мм /2, с. 169/. Длина шпонки при расчете по формуле (8.2) при моменте на ведущем валу Т2 = 71,39 Н∙м (см. раздел 2.3)
Округляем до стандартного значения l1 = 28 мм /2, с. 169/.
|
||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
|
|
|
|
|
32 |
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||
8.4 Шпоночное соединение, расположенное на выходе ведомого вала, на диаметре d = 36 мм имеет размеры bxh = 12x8 мм, tl = 5,0 мм /2, с. 169/. Длина шпонки при расчете по формуле (8.2) при моменте на ведомом валу Т3 = 174,44 Н∙м (см. раздел 2.3)
Округляем до стандартного значения l2 = 63 мм /2, с. 169/.
|
||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
|
|
|
|
|
33 |
|
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
9 Проверка долговечности подшипников Быстроходный вал
В общем случае номинальная долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов вычисляется по формуле /2, с. 211/
где - динамическая грузоподъемность, кН;
- показатель степени. - эквивалентная нагрузка, кН;
Соответствующая номинальной, долговечность в часах, при частоте вращения об/мин. 9.1.1 Расчетная долговечность в часах /2, с. 211/
, (9.1)
где n – частота вращения вала, об/мин. L – расчетная долговечность, млн.об. Расчетная долговечность в млн.об. /2, с. 211/
L=(C/Rэ)р, (9.2)
где С – динамическая грузоподъемность, кН; Rэ – эквивалентная нагрузка, кН; р – показатель степени. Для шариковых подшипников показатель степени р=3. Эквивалентная нагрузка на подшипник
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
34 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
Rэ=(X∙V∙R+Y∙Rа)∙Кб∙Кт, (9.3)
где X, Y – коэффициенты подшипника; V – коэффициент подшипника Кб – коэффициент безопасности; Кт – температурный коэффициент 9.1.2 Проверим подшипник №307 по ГОСТ 8338 – 70 с динамической грузоподъемностью С=33,2 кН, статической грузоподъемностью С0=33,2 кН /2, с. 393/. Отношение Fa/C0=396,72/33200=0,012, этой величине соответствует коэффициент e=0,19 /2, с. 212/. Отношение Fa/R=396,72/1522,1=0,26>e, поэтому осевую нагрузку следует учитывать, тогда коэффициенты подшипника №307 X=0,56, Y=2,3 /2, с.213/. При вращающемся внутреннем кольце V=1 /2,с. 212/. Для кратковременных перегрузок до 200% примем Кб=2,0 /2,с. 241/. Примем, что температура не превысит 1000С Кт=1 /2, с. 214/. Тогда эквивалентная нагрузка на подшипник при расчете по формуле (9.3) равна Rэ=(0,56∙1∙1522,1+2,3∙396,72)∙2,0∙1=3,53 кН. Расчетная долговечность, млн.об., при расчете по формуле (9.2) для подшипника №307 при С = 33,2 кН L=(33,2/3,53)3=832,2 млн.об. Расчетная долговечность, в часах, при расчете по формуле (9.1) при частоте вращения вала n2=720 об/мин , Результат проверочного расчета положительный, поскольку требуемый срок службы часов больше вычисленного.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
35 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
Тихоходный вал
В общем случае номинальная долговечность (ресурс) подшипника в миллионах оборотов вычисляется по формуле /2, с. 211/
где - динамическая грузоподъемность, кН;
- показатель степени. - эквивалентная нагрузка, кН;
Соответствующая номинальной, долговечность в часах, при частоте вращения об/мин. 9.2.1 Расчетная долговечность в часах /2, с. 211/
, (9.1)
где n – частота вращения вала, об/мин. L – расчетная долговечность, млн.об. Расчетная долговечность в млн.об. /2, с. 211/
L=(C/Rэ)р, (9.2)
где С – динамическая грузоподъемность, кН; Rэ – эквивалентная нагрузка, кН; р – показатель степени. Для шариковых подшипников показатель степени р=3. Эквивалентная нагрузка на подшипник Rэ=(X∙V∙R+Y∙Rа)∙Кб∙Кт, (9.3)
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
36 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
где X, Y – коэффициенты подшипника; V – коэффициент подшипника Кб – коэффициент безопасности; Кт – температурный коэффициент 9.2.2 Проверим подшипник №309 по ГОСТ 8338 – 70 с динамической грузоподемностью С=52,7 кН, статической грузоподъемностью С0=52,7 кН /2, с. 393/. Отношение Fa/C0=396,72/52700=0,008, этой величине соответствует коэффициент e=0,19 /2, с. 212/. Отношение Fa/R=396,72/4071.76=0,1<e, поэтому осевую нагрузку следует учитывать, тогда коэффициенты подшипника №307 X=1, Y=0 /2, с.213/. При вращающемся внутреннем кольце V=1 /2,с. 212/. Для кратковременных перегрузок до 200% примем Кб=2,0 /2,с. 241/. Примем, что температура не превысит 1000С Кт=1 /2, с. 214/. Тогда эквивалентная нагрузка на подшипник при расчете по формуле (9.3) равна Rэ=(1∙1∙4071,76+0∙396,72)∙2,0∙1=8,14 кН. Расчетная долговечность, млн.об., при расчете по формуле (9.2) для подшипника №307 при С = 52,7 кН L=(52,7/8,14)3=271 млн.об. Расчетная долговечность, в часах, при расчете по формуле (9.1) при частоте вращения вала n3=288 об/мин , Результат проверочного расчета положительный, поскольку требуемый срок службы часов больше вычисленного.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
37 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
7 Уточнённый расчёт валов редуктора 10.1 Общие положения к расчету Коэффициент запаса прочности в сечении вала /2, с. 162/
где и - коэффициенты запаса усталостной прочности соответственно по нормальным и касательным напряжениям. Они вычисляются по формулам /2, с. 162, 163/
где , - пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения соответственно, МПа; , - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении соответственно; , - масштабные факторы для нормальных и касательных напряжений; - коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности и поверхностного упрочнения на усталостную прочность; , - амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений при изгибе и кручении соответственно, МПа; , - коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла нормальных и касательных напряжений; , - средние напряжения циклов нормальных и касательных напряжений соответственно, МПа.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
38 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
По рекомендации /5, с. 263, 264/ принимаем условно, что напряжения изгиба в валах изменяются по симметричному циклу /рисунок 8.1 а/, а напряжения кручения - по отнулевому /рисунок 8.1 б/.
Рисунок 7.1 - Иллюстрация условных циклов напряжении, принятых для расчёта валов. а - симметричный цикл для напряжений изгиба; б - отнулевой /пульсирующий/ цикл для напряжений кручения; , - наибольшее и наименьшее по алгебраической величине напряжения цикла при изгибе; , - то же самое при кручении; , - средние напряжения цикла при изгибе и кручении соответственно; , - амплитуды напряжений цикла при изгибе и кручении соответственно.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
39 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
10.2 Расчёт быстроходного вала 10.2.1 Сечение А-А /см. рисунок п.7/. В сечении А-А действуют суммарный изгибающий момент Н•м, а крутящий момент Н•м. Пределы выносливости материала вала
МПа; МПа; Коэффициенты концентрации напряжений от посадки подшипника с натягом и массивные факторы при диаметре вала в сечении А-А мм и пределе прочности материала вала МПа, следующие /2, с. 166/
Коэффициент возьмём, полагая шероховатость вала под кольцом подшипника мкм /2, с. 162/. Амплитуды циклов нормальных и касательных напряжений соответственно /см. рис. п.7/ при диаметре вала мм
МПа;
МПа; Примечание – В приведённых выше формулах и - моменты сопротивления соответственно при изгибе и кручении для сечения вала А-А. Значения коэффициентов и взяты для углеродистой стали с пределом прочности МПа /2, с. 162, 163/.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
40 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
Среднее напряжение цикла /см. рисунок 7.1/ для нормальных напряжений , а для касательных - МПа /вычислено выше/. Вычислим теперь коэффициенты запаса прочности по напряжениям нормальным и касательным соответственно /формулы (7.2) и (7.3)/.
Результирующий коэффициент запаса прочности по формуле (7.1) для сечения А-А.
что больше допускаемой величины /2, с. 162/. Следовательно, прочность вала в сечении А-А обеспечена.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
41 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
8 Смазка привода
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 70 мм. Это вынужденное решение связано с большими размерами колеса. Оно, однако, не приведет к заметному росту потерь мощности, так как окружная скорость колеса мала. При контактных напряжениях и скорости м/с, рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна м2/с /2, с. 248/. По рекомендации /2, с. 248/ выбираем масло И-40А (по ГОСТ 20799-75). Для подшипников предусмотрено смазывание маслом, которое разбрызгивается на стенки корпуса и затем, стекая вниз, попадает в подшипники. Для уплотнения зазоров между валами и проходными крышками подшипников предусмотрены стандартные резиновые манжеты, которые запрессовываются в крышки. Все крышки подшипников уплотняются относительно корпуса картонными прокладками, смазанными герметиком. Разъём корпуса также уплотняется герметиком. Для заливки масла и вентиляции редуктора на верхней части корпуса (крышке) предусмотрена крышка-отдушина, а в нижней части корпуса – сливная пробка с конической резьбой, которая обеспечивает герметичность без прокладки. Объем масляной ванны составляет около 16 л. Это во много раз превышает норму из расчета 0,5...0,8 л/кВт /2, с. 251/.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
42 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
9 Сборка привода В цех сборки фирмы "Редуктор" на специально оборудованную позицию поступают все составные части редуктора, которые перечислены в его спецификации. Сначала собираются валы и сопряженные с ними детали (шпонки, зубчатые колеса, подшипники и пр.), предусмотренные чертежом. Способ сборки (посредством пресса, нагрева или свободно от руки) зависит от характера соединения. Основание корпуса устанавливается на сборочный стенд и валы в сборе укладываются подшипниками в постели основания. Фланец основания корпуса смазывается герметиком, затем на него укладывается своим фланцем крышка корпуса, которая фиксируется штифтами и закрепляется болтами с пружинными шайбами. В крышки быстроходного и тихоходного валов запрессовываются манжеты и все крышки вместе с уплотнительными прокладками, которые смазываются герметиком, устанавливаются на свои места и крепятся винтами. Снаружи на корпус устанавливаются все детали, предусмотренные чертежом, и на этом сборка заканчивается. Затем в редуктор заливается масло, он устанавливается на стенд и обкатывается без нагрузки по 20 минут в каждую сторону. При обкатке не должно быть повышенного шума и течи уплотнений. После обкатки масло заменяется, все поверхности, кроме обработанных /концы валов/, окрашиваются, производится консервация, упаковка и заполнение паспорта. Итак, редуктор готов к отправке на предприятие фирмы-заказчика "Привод". На предприятии, собирающем привод, на валы редуктора устанавливаются шпонки, насаживается с помощью специальных приспособлений шкив и фиксируется деталями, предусмотренными чертежом. На вал электродвигателя насаживается ведущий шкив. Затем редуктор соединяется с рамой посредством шпилек с шайбами. Электродвигатель со шкивом устанавливается на свое место, на шкивы одеваются ремни, устанавливаются все крепежные детали двигателя и производится регулировка взаимного положения шкивов и предварительного натяжения ремней. Нормы на эту регулировку указываются в технических требованиях чертежа привода. После регулировки электродвигатель окончательно крепится к раме. Электродвигатель собранного привода подключается к электросети и привод обкатывается без нагрузки по 5 минут в каждую сторону. При этом не должно быть повышенного шума, течи уплотнений и других дефектов. После обкатки следует консервация, упаковка, оформление документов и отправка привода заказчику.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
43 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
Литература: 1. Жингаровский А. Н., Кейн Е. И., Коновалов М. Н. Задания к расчетным работам по теории механизмов и машин: Методические указания. – Ухта: УГТУ, 2008. – 37с, ил. 2. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие для учащихся Машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с. 3. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. пособие для студентов втузов / П.Г. Гузенков– 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1982.–351 с.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 80 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
44 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 32 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
15 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
Литература: 1. Жингаровский А. Н., Кейн Е. И., Коновалов М. Н. Задания к расчетным работам по теории механизмов и машин: Методические указания. – Ухта: УГТУ, 2008. – 37с, ил. 2. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие для учащихся Машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с. 3. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. пособие для студентов втузов / П.Г. Гузенков– 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. школа, 1982.–351 с.
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 32 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
15 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 32 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
15 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 32 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
15 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |
||||||||
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
ДМ 32 00 00 00 ПЗ |
Лист |
||||||
|
|
|
|
|
15 |
|||||||
Изм |
Лист |
№ документа |
Подпись |
Дата |