Расчёт и выбор электродвигателя

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Расчет и построение эпюр изгибающих моментов.

Расчет сил реакций опор в горизонтальной плоскости.

Принимаем Σ Мах = 0.

Q · K ─ Ft1 · m + Rbx · (m + n) = 0

R			F	m Q K
			t1
bx				m n
R			0,000039 100 1 50
	bx			125

R	49,9
bx

Принимаем Σ Мвх = 0;

Q(k + m + n) ─ Rax · (m +n) + Ft1 · n = 0

Rax= Ft1 · n+ Q(k + m + n)/ (m +n)

Rax= 0,000039*175/125

Rax= 0,0000546

Для быстроходно вала:

Q · K ─ Ft1 · m + Rbx · (m + n) = 0

R			F	m Q K
			t1
bx				m n
R			0,000039 40 1 75
	bx			75
Rbx		0,99844

Принимаем Σ Мвх = 0;

Q(k + m + n) ─ Rax · (m +n) + Ft1 · n = 0

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Rax= Ft1 · n+ Q(k + m + n)/ (m +n)

Rax= 0,000039*100/75

Rax= 0,000052

Определение эквивалентного момента опасного сечения вала

Наиболее часто опасным сечением является сечение вала, на котором устанавливают колесо. Т.к., обычно, в месте посадки вал имеет послабление сечения за счет шпоночного паза. В случае неопределённости выбора опасного сечения, просчитываются два наиболее

нагруженные сечения, и выбирается наибольший эквивалентный момент M экв , [Нмм].

M			M	2	M	2	T		2
	экв			y		x	1
M экв			0 0 2,8512
M	экв	2,85

Определение диаметра участка вала под зубчатой шестерней,

d	в.о.с.

.,

[мм]

d			3	M	экв
	в.о.с.			0,1 [			]
						u
d в.о.с.			3	2,85
				0,1 [50]
d в.о.с.		3,5

[u] ─ допускаемое напряжение изгиба. Для валов, выполненных из материала Сталь 45,

[u] = 45,…,50Мпа

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Расчет подшипников на долговечность

Под долговечностью подшипника L, понимают такой срок службы в течение которого подшипники, проработавшие при данных условиях нагружения без объявления признаков усталости материала, составляют 90%

общего числа.

Lh

106 L

60n

106

60n

C Y
			, где
	P

L	h

106 *1500

60 *1500

6000000

;Lh ─ долговечность, час.

L ─ долговечность, количество оборотов

n ─ угловая скорость, мин –1 n 30

С ─ динамическая грузоподъемность, Н

Р ─ наибольшая и двух опор вала эквивалентная нагрузка.

y – степенной коэффициент; для шариковых подшипников качения y=3;

для роликовых подшипников качения y=3,3.

Долговечность подшипника не должна привышать 10tn, т. е. 350000 час.

3600 <Lh< 360000

Вслучае, если Lh< 36000 час, то необходимо увеличить грузоподъёмность подшипника, т. е. увеличить серию или выбрать подшипник следующим диаметром.

Вслучае, если Lh> 360000 час, то необходимо уменьшить грузоподъёмность или уменьшить диаметр вала под подшипник согласно условия в п. 6.2.2.7 по отношению и диаметру подшипника.

Эскизный проект редуктора

Эскизный проект является наиболее ответственной частью курсовой

работы, где принимаются основные конструктивные решения. При

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

выполнении эскизного проекта студент пользуется примерами конструкций редукторов, представленных в атласах конструкций.

На этапе выполнения эскизного проекта проводится проработка конструкции зубчатых колес, валов, элементов корпуса редуктора,

подшипниковых узлов. Соотношения конструктивных элементов зубчатых колес, крышек подшипниковых узлов, корпусов редукторов.

Конструирование зубчатых, червячных колес, червяков.

По результатам расчета в эскизном проекте вычерчиваются контуры зубчатых, червячных колес и червяков. Следующим шагом является конструктивная отработка их формы.

Конические зубчатые колеса

Конструктивные формы конических зубчатых колес с внешним диаметром вершин зубьев dae 120 мм показаны на рис. 8.3. При угле делительного конуса 30 колеса выполняют по рис. 8.3, а, а при угле 45 - рис. 8.3, б. Если угол делительного конуса находится между 30 и 45 , то допускаются обе формы конических колес. Размер ступицы определяют по формуле:

l	(0,8...1,5)d
ст

lст (0,8...1,5)19 15,2

l	ст	(0,8...1,5)42 33,6

На рис.8.4 показана форма конического зубчатого колеса при внешнем диаметре зубьев dae>120 мм. При относительно небольших диаметрах колеса изготавливают из прутка, при больших диаметрах заготовки получают свободной ковкой с последующей токарной обработкой.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рисунок 8.3.Конструктивные размеры конических колёс

Рисунок 8.4.Конструктивные размеры конических колёс.

При любой форме колес внешние углы зубьев притупляют фаской f,

обрабатывая колеса по внешнему диаметру dae параллельно оси посадочного отверстия. Торец зубчатого венца используют для установки заготовки при нарезании зубьев. Для уменьшения объема точной механической обработки выполняют выточки глубиной 1…2 мм.

Конструирование стаканов

Конструкция стакана определяется схемой расположения подшипников.

На рисунке 8.14., а –б показаны варианты, наиболее часто встречающиеся на

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

практике. Стаканы обычно выполняют литыми из чугуна марки СЧ15.

Толщину стенки δ принимают в зависимости от диаметра отверстия D под подшипник по таблице 8.14.

Рисунок 8.14.Конструктивные особенности стаканов

Таблица 8.14. Толщина стенки стакана .

D	До 52	Свыше 52 до 80
δ	4…5	6…8

Толщина упорного буртика δ1 толщина фланца δ2 (см. рисунок 8.14)

1

2 1.2

Высоту упорного буртика t согласуют с размером фаски наружного кольца подшипника и возможностью его демонтажа винтовым съемником.

Диаметр d и число винтов для крепления стакана к корпусу берут по таблице 8.4.

Таблица 8.4. Размеры стаканов подшипника.

D	40…62	63…95
d	6	8
Число винтов	4

Минимальный диаметр фланца стакана Dф получается, если принять:

C d ,

h (1,0...1,2)d

Dф Da (4...4,4)d

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

C 17,
h (1,0...1,2)17 17
D	ф	6	(4...4,4)17 74

Чтобы обеспечить сопряжение торцов фланца стакана и корпуса по плоскости, на наружной цилиндрической поверхности стакана перед торцом фланца делают канавку. На рисунке 8.14, а показан профиль канавки на наружной поверхности стакана, а размеры ее элементов приведены в таблице

8.4.

Конструирование крышек подшипников

Крышки подшипников изготавливают из чугуна марки СЧ15. Различают крышки накладные и закладные.

На рисунке 8.15, а-г показаны основные конструкции накладных крышек, на рисунке 8.15, а, б, г – так называемых глухих, а на рисунке 8.15, в

– с отверстием для выходного конца вала.

Форма крышек зависит от конструкции опоры вала. Чаще всего торец вала не выступает за пределы подшипника. Поэтому наружная поверхность крышки – плоская (рисунок 8.15, а – в). Если торец вала выступает за пределы подшипника, то крышку выполняют по рисунку 8.15, г.

Положение крышки при сборе определяется ее фланцем. Поэтому поясок с центрирующей цилиндрической поверхностью делают небольшим,

чтобы он не мешал установке крышки по торцу корпуса. Обычно принимают

l l



(1,2...	1,5)b ,
(1,2...	1,5)	8=12

где b – ширина канавки

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Расчет призматических шпонок.

Соединения в которых роль соединительной детали выполняют шпонки,

установленные в пазах вала или втулки и служащие для передачи крутящего момента, как с вала на сопрягаемую с ним деталь, так и наоборот.

Рис. - Выбор шпонок осуществляем в зависимости от диаметра вала

Таблица 9.1. Выбор шпонок

		Сечение шпонки	Глубина паза		Радиус
	Диаметр вала				закругления	r
		bxh	t1	t2
					или фаска s 45
	Св. 10 до 12	4x4	2.5	1.8	0.08-0.16
	>>12>>17	5x5	3	2.3	0.16-0.25
	>>17>>22	6x6	3.5	2.8	0.16-0.25
	>>22>>30	8x7	4.0	3.3	0.16-0.25
	Св. 30 до 38	10x8	5.0	3.3
	>>38>>44	12x8	5.0	3.3
	>>44>>50	14x9	5.5	3.8	0.25-0.4
	>>50>>58	16x10	6.0	4.3
	>>58>>65	18x11	7.0	4.4
	Св. 65 до 75	20x12	7.5	4.9
	>>75>>85	22x14	9.0	5.4
	>>85>>95	25x14	9.0	5.4	0.4-0.6
	>>95>>110	28x16	10.0	6.4
	>>110>>130	32x18	11.0	7.4

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Длину шпонок выбирают из ряда: 6-8-10-12-14-16-18-20-25-28-32-36- 40-45-50-56-63-70-80-90-100-110-125-160-180-200-250.

Материал шпонок – сталь чистотянутая для шпонок с в=990 МПа.

Проверка на смятие:



см

см

см



		2 Т 10		3
							[			]
			l (h t						см
	d					)
		в
					1
		2 12,5 10					3
								[			]
	17 6 (6				2,5)					см
	292,8 [						]		м
					см			[S]

		м	,
	[S]

		м
	[S]

где Т – передаваемый момент, Н м; dв - диаметр вала;

l – рабочая длина шпонки; h - высота шпонки

(h-t1)=0,4 h - при одинаковых материалах вала и втулки; t1 - высота шпоночного паза вала;

[ см] - допускаемое напряжение на смятие, Мпа;

Эскизный проект

Эскизный проект является наиболее ответственной частью курсового проекта, где принимаются основные конструктивные решения. При выполнении эскизного проекта студент пользуется примерами конструкций редукторов, представленных в атласах конструкций.

Эскизный проект редуктора выполняется в соответствии с требованиями ЕСКД на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1.

На этапе выполнения эскизного проекта проводится проработка конструкций зубчатых колес, валов, элементов корпуса редуктора,

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

подшипниковых узлов (см. п. 8). После согласования эскизного проекта редуктора с руководителем студент может переходить к выполнению технического проекта.

На сборочном чертеже редуктора приводятся следующие данные:

Размеры:

-габаритные, необходимые для определения размеров места установки, изготовления тары, транспортировки;

-установочные и присоединительные, необходимые для установки изделия на месте монтажа, а также определения размеров и места положения элементов, которые присоединяются к данному изделию. К

присоединительным размерам относятся размеры выступающих концов входного и выходного валов;

-исполнительные (сборочные) размеры. Например, размеры отверстий под штифты, если они обрабатываются в процессе сборки, размеры зазоров между подшипниками и упорными торцами крышек, если они контролируются при сборке;

-посадочные, определяющие характер сопряжении;

Техническую характеристику изделия:

-передаточное отношение;

-частоту вращения валов;

-вращающий момент на тихоходном валу.

Техническую характеристику размещают на сборочном поле чертежа над основной надписью. При этом над текстовой частью характеристики,

выполненной в виде таблицы, помещают заголовок «Техническая характеристика».

Технические требования к изделию, где указывают:

- требования, предъявляемые к сборке, настройки и регулировке изделия (например, «Расточку отверстий корпуса проводить в сборе корпуса», «Плоскость разъема перед сборкой покрыть герметиком»);