УЛЬЯНОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ
Сборник методических рекомендаций для студентов		Общетехнические дисциплины
		ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ Расчетная часть проекта Редукторы цилиндрические Книги 1,2 для специальностей базового и повышенного уровней 151001 Технология машиностроения 160203 Производство летательных аппаратов Ульяновск 2010

УЛЬЯНОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ КОЛЛЕДЖ

ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА

КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Расчетная часть проекта

Редукторы цилиндрические

Книга 1

Книга 2

для специальностей

базового и повышенного уровней

• 151001 Технология машиностроения

• 160203 Производство летательных аппаратов

Ульяновск

2009

ББК 30.12

Т 38

ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА. КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА. РЕДУКТОРЫ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ : метод. рекомендации для студентов специальностей 151001, 160203: В 2-х книгах. Книга 1 / авт.-сост. Г.Ф. Фефилова – Ульяновск: УАвиаК, 2010.

Методические рекомендации содержат сведения по составу курсового проекта, содержанию пояснительной записки, график поэтапного контроля и график выполнения курсового проекта, требования к оформлению расчетной части проекта.

Методические рекомендации содержат также теоретические основы курсового проектирования в соответствии с пунктами пояснительной записки: выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчеты привода, расчеты открытой и зубчатой передачи, проектный и проверочный расчеты валов, подбор и проверка подшипников качения, шпонок, муфты.

Приведены примеры расчетов всех пунктов пояснительной записки (расчетной части проекта), выполненные для двух вариантов привода: с горизонтальным и вертикальным цилиндрическим зубчатым редуктором.

Методические рекомендации предназначены для студентов машиностроительных специальностей 151001, 160203.

Одобрены комиссией общетехнических дисциплин

(протокол № 5 от 09.12.2009 г.)

Печатается по решению издательско-редакционного совета Ульяновского авиационного колледжа

(протокол №.1 от 21.01.2010 г.)

Рецензенты:

О.А. Кинчарова – преподаватель высшей категории Ульяновского электромеханического колледжа

Л.В. Ищенко – преподаватель высшей категории Ульяновского авиационного колледжа

Отзывы и предложения направлять по адресу:

432067, г. Ульяновск, проспект Созидателей, 13

тел. [phone]; 20-09-20

факс: 54-54-66

e-mail: [e-mail]

© Г.Ф. Фефилова, 2010.

© Ульяновский авиационный колледж, 2010.

Оглавление

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

КНИГА 1. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ 6

1.1 Тема и состав курсового проекта 6

1.2 Содержание пояснительной записки проекта 7

1.3 Обозначение курсового проекта 7

1.4 График поэтапного контроля за ходом выполнения курсовых проектов 8

1.5 График выполнения курсового проекта по технической механике 8

1.6 Оформление расчетной части курсового проекта 8

1.7 Оформление иллюстраций и таблиц 13

2. ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ 14

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ РАСЧЕТНОЙ ЧАСТИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 19

3.1 КП 1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчеты привода 19

Таблица 2 - Электродвигатели серии АИР, основные размеры [2] 22

Таблица 3 - Рекомендуемые значения КПД [2] 23

3 Передаточное число 24

В данных методических рекомендациях по курсовому проектированию рассмотрены две схемы приводов - вариантов 133 и 241 (рисунки 2, 3). 25

Пример 1. КПД 1.1. Горизонтальный редуктор 26

(смотри ссылку) 26

(смотри ссылку) 27

(смотри ссылку) 27

Таблица 1 28

Пример 2. КПД 1.2. Вертикальный редуктор 29

(смотри ссылку) 29

(смотри ссылку) 30

(смотри ссылку) 30

3.2 КП 2. РП. Расчет клиноременной передачи 33

2.2 По передаваемой мощности Р1 и частоте вращения малого шкива определяем вид сечения ремня (А, Б, …) по рисунку 2 [1]. 33

Примечание: Расчетная длина ремня (на уровне нейтральной линии) Lр (мм): 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, …, 18000. 34

Диаметры шкивов передач по ГОСТ 20898-75 d, мм: 63, 71, 80, 90, 100, 112, 125, 140, 160, 180, 200, 224, 250, 280, 315, 355, 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, …, 4000. 34

Таблица 2 - Значения Р0 (кВт) - номинальная мощность одного ремня 34

Таблица 3 35

2.15 Задаемся коэффициентом СZ - коэффициент, учитывающий неравномерную загрузку ремней, исходя из предполагаемого количества ремней (ориентируясь на величину ) 36

Пример 3. КПД 2. Ременная передача 37

2.1 Исходные данные (смотри ссылку) 37

определяем вид сечения ремня: Б [2] (смотри ссылку) 37

Принимаем по стандарту (смотри ссылку) 38

При определяем (смотри ссылку) 38

Принимаем ближайшее стандартное значение (смотри ссылку) 38

2.11 Исходная длина ремня по величине относительной длины (смотри ссылку) 39

39

задаёмся коэффициентом СZ - учитывающим неравномерную загрузку ремней (смотри ссылку) 39

КП 2. ЦП. Расчет роликовой однорядной цепной передачи 41

Таблица 1 42

Таблица 2 42

Таблица 3 42

2.6 Задаемся расчетными коэффициентами Кд, Кн, Кр, Кс: 42

Пример 4. КПД 2. Цепная передача 45

2.1 Исходные данные (смотри ссылку) 45

Принимаем t = 15,875 мм. (смотри ссылку) 45

2.4 Принятый шаг проверим по допустимой угловой скорости (смотри ссылку) 45

2.5 Определяем среднюю скорость и назначаем способ смазки 46

2.6 Задаемся расчетными коэффициентами Кд, Кн, Кр, Кс: (смотри ссылку) 46

; принимаем и проверяем износостойкость цепи (смотри ссылку) 47

3.3 КП 3. ЗП. Расчет цилиндрической зубчатой передачи 49

Вычисленное межосевое расстояние округляют в большую сторону до стандартного 51

αw : 125, 140, 160, 180, 200 мм . 51

Полученное расчётом значение модуля m округляют в большую сторону до стандартного из ряда чисел: 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6 мм . 52

Уточняем угол наклона зубьев 52

Пример 5. КПД 3. Косозубая цилиндрическая передача 55

(смотри ссылку) 57

Принимаем стандартное значение модуля (смотри ссылку) 57

β = 11,8о . (смотри ссылку) 58

3.4 КП 4. Проектный расчет валов редуктора 61

Как правило, диаметр выходного конца ведущего вала, полученный из расчета на прочность, бывает невелик. Иногда его приходится увеличивать искусственно для того, чтобы выровнять с диаметром вала электродвигателя. Если выходной конец ведущего вала редуктора (рисунок 1) соединяется с электродвигателем муфтой, то принимают .Только в этом случае можно подобрать стандартную муфту. 61

Для конических концов валов диаметр dв согласуется с диаметром вала d по таблице 1. 63

Таблица 2 - Нормальные линейные размеры, мм 64

Таблица 3 - Рекомендуемые высоты заплечиков и размеры фасок, мм 64

Рисунок 4 - Эскиз ведущего вала-шестерни 65

Рисунок 5 - Эскиз ведомого вала редуктора 65

Пример 6. КПД 4. Горизонтальный редуктор 66

Так как вал соединяется с валом электродвигателя через ремённую передачу то для получения рациональной конструкции привода необходимо, чтобы (смотри ссылку) 66

Принимаем (смотри ссылку) 66

66

(оканчивается на 0 или 5) 66

(смотри ссылку) 66

(смотри ссылку) 66

Принимаем согласно ряду нормальных линейных размеров (смотри ссылку) 67

3.3.6 Вычисляем длины участков валов (смотри ссылку) 68

68

Принимаем согласно ряду нормальных линейных размеров (смотри ссылку) 68

68

Пример 7. КПД 4. Вертикальный редуктор 70

dв1 = dв2 = 32мм (смотри ссылку) 70

4.1.6 Высчитываем длины участков вала (смотри ссылку) 71

Принимаем согласно ряду нормальных линейных размеров (смотри ссылку) 71

Принимаем dв2 =36 мм. (смотри ссылку) 72

4.2.4 Диаметр вала под подшипником (смотри ссылку) 72

4.2.6 Диаметр резьбового участка вала (смотри ссылку) 72

4.2.7 Высчитываем длины участков вала (смотри ссылку) 72

Принимаем согласно ряду нормальных линейных размеров (смотри ссылку) 72

3.5 КП 5. Конструктивные размеры зубчатого колеса 74

Пример 8. КПД 5. Размеры зубчатого колеса 75

КНИГА 2. 76

3.6 КП 6. Подбор подшипников качения 76

Таблица 1 - Подшипники шариковые радиальные однорядные (из ГОСТ 8338-75) 78

Таблица 2 - Значения коэффициентов Х, Y и е для шариковых радиальных подшипников 79

Пример 9. КПД 6. Подшипники 80

3.13 Выбираем тип подшипников - радиальный шариковый подшипник лёгкой серии 208: d = 40 мм; D = 80 мм; В = 18 мм (смотри ссылку) 82

(смотри ссылку) 83

Окончательно принимаем коэффициенты: (смотри ссылку) 83

Грузоподъемность Сr = 43600 H; Соr =25000 H 87

(смотри ссылку) 87

Окончательно принимаем коэффициенты: 87

Пример 10. КПД 6. Подшипники 88

6.1.6 Выбираем тип подшипника - радиальный шариковый подшипник легкой серии 208: d = 40 мм; D = 80 мм; В = 18 мм (смотри ссылку) 91

Из таблицы выписываем (смотри ссылку) 91

Окончательно: X = 0,56; Y = 2,30; (смотри ссылку) 92

Из таблицы выбираем (смотри ссылку) 94

Окончательно (смотри ссылку) 94

3.7 КП 7. Проверочный расчет валов на сопротивление усталости 96

Таблица 2 - Значения моментов сопротивления W и WK для сечений вала с пазом для призматической шпонки 98

Таблица 3 - Значения коэффициентов Кd и Kd 98

Таблица 4 - Значения коэффициента KF 98

Таблица 6 - Значения коэффициентов К и К для шпоночного паза 99

Таблица 8 - Значения отношений К/Кd и К/Kd в местах установки на валу деталей с натягом 100

Пример 11. КПД 7. Проверочный расчет ведомого вала 107

7.3.2 Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза 111

(смотри ссылку) 111

7.3.3 Полярный момент сопротивления сечения 111

(смотри ссылку) 111

- для концевой фрезы; (смотри ссылку) 111

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения детали: 112

(смотри ссылку) 112

(смотри ссылку) 112

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений в местах напрессовки подшипников при dn2 = 55 мм; 113

(смотри ссылку) 113

Пример 12. КПД 7. Проверочный расчет ведомого вала 114

7.3.2 Осевой момент сопротивления с учетом шпоночного паза (смотри ссылку) 116

7.3.3 Полярный момент сопротивления сечения (смотри ссылку) 116

где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений для вала со шпоночным пазом : (смотри ссылку) 116

Кd – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения детали: (смотри ссылку) 116

КF = 1,05 - коэффициент влияния шероховатости поверхности при Ra = 3,2-0,8мкм. (смотри ссылку) 117

где =2,9; =1,95 - эффективные коэффициенты концентрации напряжений в местах напрессовки подшипников при dn2 =45мм; . (смотри ссылку) 118

3.8 КП 8. Подбор и проверка прочности шпонок 119

Таблица 1 - Шпонки призматические (из ГОСТ 23260-78), мм 122

Примечания: 1. Длину l (мм) призматической шпонки выбирают из ряда: 10, 12, 14,16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, 110, 125, 140, 160, 180, 200, 220, 250, 280. 122

Пример 13. КПД 8.1. Шпонки 123

Из таблицы ГОСТ принимаем шпонку призматическую со скруглёнными торцами (смотри ссылку) 123

Принимаем (смотри ссылку) 123

Из таблицы ГОСТ принимаем шпонку призматическую со скруглёнными торцами (смотри ссылку) 124

Принимаем (смотри ссылку) 124

Из таблицы ГОСТ принимаем шпонку призматическую со скруглёнными торцами (смотри ссылку) 125

Принимаем (смотри ссылку) 125

Пример 14. КПД 8.2. Шпонки 126

Из таблиц ГОСТ 23360 -78 [ 3 ] принимаем шпонку призматическую со скругленными торцами. (смотри ссылку) 126

Принимаем l = 40 мм. (смотри ссылку) 126

Из таблиц ГОСТ принимаем шпонку призматическую со скругленными торцами (смотри ссылку) 127

Принимаем l = 40 мм (смотри ссылку) 127

Из таблицы ГОСТ принимаем шпонку призматическую со скругленными торцами (смотри ссылку) 127

Принимаем l = 50 мм (смотри ссылку) 127

3.9 КП 9. Подбор муфты 129

Пример 15. КПД 9. Муфта упругая со звездочкой 134

Пример 16. КПД 9. Муфта упругая с торбообразной звездочкой 136

3.10 КП 10. Смазка зубчатой передачи и подшипников 137

Пример 17. КПД 10. Смазка 141

3.11 КП. Введение 142

Пример 18. Введение (для привода с горизонтальным редуктором) 143

Пример 19. Введение (для привода с вертикальным редуктором) 144

Пример 20. Литература 145

Литература, 162

КНИГА 1. 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ТРЕБОВАНИЯ К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ