- •Кафедра «Теоритическая и прикладная механика»
- •Привод транспортёра
- •Пояснительная записка
- •Нгту-0106.02.00.00.Пз
- •2013 Г.
- •Кафедра «детали машин и тмм»
- •Техническое задание
- •Содержание
- •1.2 Энергетический и кинематический расчеты привода
- •1.2.1Выбор электродвигателя.
- •2. Расчёт зубчатой передачи.
- •2.1 Выбор материала и термической обработки.
- •2.2 Допускаемые напряжения.
- •2.3 Межосевое расстояние.
- •2.4 Предварительные основные размеры колеса.
- •2.10 Пригодность заготовок колёс.
- •2.12 Проверка зубьев колёс по направлению изгиба.
- •2.13 Проверка зубьев колеса по контактным напряжениям.
- •4.1 Установка зубчатого колеса на валу.
- •4.2 Регулирование основного положения колеса.
- •5. Шпоночное соединение.
- •5.1 Соединение с натягом.
- •2.9 Расчет шпоночных соединений
4.1 Установка зубчатого колеса на валу.
При установке колеса на валу с натягом необходимо предусмотреть цилиндрический участок вала , на котором обеспечивается сопряжение колеса с валом с зазором ( рис. 7)
Путём свободного поворота колеса относительно вала произведём совмещение шпоночного паза колеса со шпонкой, а затем напрессуем колесо на вал.
Для упрощения установки колеса на валу предусмотрим упорный буртик.
Рис. 7 Установка зубчатого колеса на валу.
4.2 Регулирование основного положения колеса.
Для компенсации неточности относительного осевого положения колёс ширину шестерни делаем больше ширины колеса, так чтобы при установке шестерня перекрывает с обеих сторон зубчатый венец колеса.
b2=56 мм
b1/b2=1,06
b1= 56∙1,06=60 мм
5. Шпоночное соединение.
Для передачи вращающего момента применим призматическую шпонку. [1, стр.300, табл. 18.19]
Шпонка 16Х10Х63 СТ СЭВ 189-75.
Рис.8
5.1 Соединение с натягом.
Для передачи момента с колеса на вал применим соединение с натягом.
Для предотвращения контактной коррозии и для уменьшения её влияния в соединении с натягом предусмотрим определённый запас сцепления K.
K=3,5- для колёса выходного вала редуктора, на конце которого установлена звёздочка цепной передачи.
Подберём посадку с натягом
Средне контактное давление.
p=2KT/πd2lf
Принимаем коэффициент трения f=0,14 [1, стр.76]
p=2∙3,5∙392,42/3,14∙0,0582∙0,056∙0,14=3,32∙107Па
Деформация деталей.
∆=pd∙106(C1/E1+C2/E2)
Вал сплошной d1=0d= 58 ммd2=dст=97 мм µ1= µ2=0.3E1=E2=2,1∙1011 Па [1, стр.76]
C1= 1+(d1/d)2/ 1- (d1/d)2- µ1
C2= 1+(d/d2)2/ 1- (d/d2)2+ µ2
C1= 1- 0,3=0,7
C2= 1+( 58/ 97)2/ 1- (58/ 97)2+0,3=2,41
∆=3,32∙107∙0,058∙106(0,7/2,1∙1011 + 2,41/2,1∙1011)=28,5 мкм
Поправка на обмятие микронеровностей.
u=5,5 (Ra1+Ra2),
где Ra1 иRa2 – средние арифметические отклонения профиля поверхностей.
Предположим, что точность изготовления вала соответствует 8-му квалитету. Тогда по
[1, стр.247, табл.16.2] Ra1=0,8 мкм,Ra2=1,6 мкм.
u=5,5(0,8+1,6)=13,2 мкм
Поправка на температурную деформацию.
Для зубчатых передач поправку ∆tна температурную деформацию не подсчитываем. Принимаем ∆t=0.
Минимальный натяг.
[N]min ≥ ∆ +u+ ∆t= 28,5+13,2+0=41,7 мкм.
Максимальный натяг.
[N]max ≤ [∆]max+u(мкм),
где [∆]max – максимальная деформация, допускаемая прочностью охватывающей детали,
[∆]max=[p]max ∙ ∆/p(мкм),
[p]max= 0,5∙ơТ2[1-(d/d2)2]
ơТ2=640 Мпа –предел текучести материала колеса [1, стр.10, табл.2.1]
[p]max= 0,5∙6,4∙108[1-(58/97)2] = 2,06∙108Па
[∆]max= 2,06∙108 ∙ 28,5/3,32∙107= 176,8 мкм
[N]max ≤ 176,8 +13,2= 190 мкм
Выбор посадки.
По [1, стр.78, табл.5.3] находим, что посадка H8/u8, для которойNmin= 55 мкм,Nmax=119 мкм, что удовлетворяет условиям[N]max и [N]min.
Температура нагрева колеса.
t= 20+Nmax+zсб/d∙106α,
zсб=10 мкм- зазор для удобства сборки.
α=12∙10-6
t= 20+ 119+10/0,058∙10612∙10-6=205◦, что является допустимым.
[t]= (230-240)◦- для стали.
2.9 Расчет шпоночных соединений
Принимаем шпонки призматические по ГОСТ 23360–78 [7, с. 432].
Напряжения смятия [8, с. 128]:
,
где lр=l–b– расчетная длина шпонки;
lст– длина ступицы насаживаемой детали;
k=h–t1– расчетная высота шпонки;
[см] =Т / [S] – допускаемое напряжение смятия:
для шпонок из стали 45 Т= 650 МПа,
[S] = 2 – коэффициент запаса прочности [8, с. 131];
[см] = 325 МПа.
Размеры шпонок и расчет смданы в таблице 2.10
Таблица 2.10
Расчет шпонок
Параметр |
Место соединения |
Примечание | |||||
наименование |
обозн. |
муфта |
колесо z2Б |
колесо z2T |
звездочка |
| |
1 Диаметр вала, мм |
d |
18,2* |
30 |
45 |
40 |
| |
2 Момент, Нм |
T |
12,6 |
76,5 |
362,3 |
362,3 |
| |
3 Длина ступицы, мм |
lст |
39 |
35 |
45 |
45 |
| |
4 Шпонка ГОСТ 23360 - размеры, мм |
t1 k lp |
4434* 2,5 1,5 30 |
10832 5 3 22 |
14940 5,5 3,5 26 |
12840 5 3 28 |
[7, с.433] | |
5 Напряжения, МПа |
см |
31 |
77 |
177 |
216 |
| |
Условие прочности выполняется см[см] | |||||||
Примечание - * размеры для конического конца вала по ГОСТ 12081–72 [7, с.431] |