НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК, ШЕРОХОВАТОСТЕЙ, ВЫБОР СТЕПЕНЕЙ ТОЧНОСТИ И ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 4 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА 5 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ И ПЕРЕДАВАЕМЫХ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ 6 РАСЧЕТ ПЕРЕДАЧ 7 РАСЧЕТ ПОЛИКЛИНОВОЙ ПЕРЕДАЧИ 7 РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ 9 РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ ПЕРЕДАЧИ 14 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ ВАЛОВ 16 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ 17 КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА И ВЫБОР СПОСОБА СМАЗЫВАНИЯ ПЕРЕДАЧ И ПОДШИПНИКОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ 18 РАСЧЕТ ВАЛОВ ПО ЭКВИВАЛЕНТНОМУ МОМЕНТУ 21 ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ ПО ДИНАМИЧЕСКОЙ ГРУЗОПОДЪЕМНОСТИ 31 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 33 НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК, ШЕРОХОВАТОСТЕЙ, ВЫБОР СТЕПЕНЕЙ ТОЧНОСТИ И ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ 34 РАСЧЕТ ВАЛОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ 36 СБОРКА И РЕГУЛИРОВКА РЕДУКТОРА 38 ЛИТЕРАТУРА 39 ВВЕДЕНИЕ
Задачей данного курсового проекта является: спроектировать привод, показанный на приведенной ниже схеме.
Вращающий момент передается от электродвигателя (1) через ременную передачу (2) на входной вал редуктора (II), который – в свою очередь – через цилиндрическую передачу (3), передает его выходному валу редуктора (III). Далее, через цепную передачу (4), крутящий момент передается валу рабочего органа (IV). При этом частота вращения от вала к валу падает, а крутящий момент возрастает пропорционально передаточному числу с учетом КПД. Исходные данные к проекту: кВт, , , . 1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПРИВОДА
Исходные данные к проекту: кВт, , , . Определение требуемой мощности электродвигателя: , где – общий КПД. Ориентировочные значения КПД для передач [9, с. 15, табл. 3.1]: Таким образом: . Тогда: Принимаем двигатель 112МВ6 с асинхронной частотой вращения вала 949 об./мин, номинальной мощностью 4,0 кВт и диаметром вала 32 мм [9, с. 17, табл. 3.3]. Перегрузка электродвигателя: , что допустимо [9, с. 17]. Передаточное отношение привода составит: . Принимаем передаточное число цилиндрической передачи предварительно по ГОСТ 2185–66: . Передаточное число ременной передачи предварительно: . Тогда передаточное число цепной передачи составит: . Следует отметить, что все принятые передаточные числа входят в пределы рекомендуемых значений [9, с. 16, табл. 3.2]. Принимаем окончательно такие передаточные числа. Определение частот вращения валов. Вал электродвигателя: . Входной вал редуктора: . Выходной вал редуктора: . Вал рабочего органа: . 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТЕЙ И ПЕРЕДАВАЕМЫХ КРУТЯЩИХ МОМЕНТОВ НА ВАЛАХ
Определение мощностей на валах редуктора. Мощность на валу электродвигателя: . Входной вал редуктора: . Выходной вал редуктора: . Вал рабочего органа: .
Определение крутящих моментов на валах привода . Вал электродвигателя: Нм. Входной вал редуктора: Нм. Выходной вал редуктора: Нм. Вал рабочего органа: .
Табл. 1.1. Сводная таблица данных кинематического расчета.
4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ДИАМЕТРОВ ВАЛОВ
Предварительное определение диаметров валов следует определить по формуле: , где МПа. Таким образом: Входной вал редуктора: мм. Принимаем на входе – 28 мм (длинный конический конец вала по ГОСТ 12081), под манжету – 28 мм, под подшипники – 30 мм. Выходной вал редуктора: мм. Таким образом, принимаем диаметр на выходе – 38 мм (короткий цилиндрический конец вала по ГОСТ 12080), под манжету – 45 под подшипники – 45 мм; под зубчатое колесо – 48 мм, буртик – 55 мм. 5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ
Для обоих валов целесообразно предварительно принять шариковые радиальные подшипники легкой серии [4, с. 47]. Диаметры валов равны 30 и 45 мм. Принимаем предварительно подшипники 206 и 209 ГОСТ 8338-75 для быстроходного и тихоходного валов соответственно.
Для большинства механизмов рекомендуется принимать нулевой класс точности подшипников. 6. КОМПОНОВОЧНАЯ СХЕМА И ВЫБОР СПОСОБА СМАЗЫВАНИЯ ПЕРЕДАЧ И ПОДШИПНИКОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ КРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ
Определение размеров корпусных деталей будет произведено по рекомендациям из [3, с. 156, п. 12]. 1. Форма корпуса. Расположение плоскости разъема по осям валов. Бобышки подшипников расположены снаружи корпуса. Крышки подшипников – накладные. 2. Заданные параметры. Внутренние размеры корпуса: 306х76 мм (см. компоновку). 3. Линейные размеры. 3.1 Толщина стенки корпуса редуктора: мм. Принимаем мм. 3.2 Толщина стенки крышки редуктора: мм. Принимаем мм. 3.3 Рекомендуемые диаметры болтов. 3.3.1 Фундаментный болт: мм. Принимаем болты М16. 3.3.2 Болт, соединяющий крышку и основание редуктора у бобышек подшипников: мм. Принимаем болты М12. 3.3.3 Болт, соединяющий крышку и основание редуктора по периметру корпуса: мм. Принимаем болты М8. 3.3.4 Болт, соединяющий крышку редуктора со смотровой крышкой: М6 [3, с. 184, табл. 13.1.2]. 3.3.5 Болты, соединяющие крышки подшипников с корпусом: М6 для быстроходного вала и М8 – для тихоходного вала [3, с. 157, табл. 12.1.1]. 3.4 Числа болтов. 3.4.1 Фундаментные болты: . Принимаем . 3.4.2 Болты у бобышек подшипников: (по два болта на каждый подшипник). Принимаем 8 болтов 3.4.3 Болты по периметру корпуса: принимаем конструктивно 3 шт (см. вид сверху). 3.4.4 Болт, соединяющий крышку редуктора со смотровой крышкой: 4 шт [3, с. 184, табл. 13.1.2]. 3.4.5 Болты, соединяющие крышки подшипников с корпусом: для всех крышек принимаем по 4 болта [3, с. 157, табл. 12.1.1]. 3.5 Размеры болтовых соединения и посадочных мест выбираются по рекомендациям [3, с. 167, п. 12.7]. 3.6 Ширины фланцев редуктора. 3.6.1 Фундаментный фланец: мм. 3.6.2 Фланец у бобышек подшипников: мм. 3.6.2 Фланец по периметру корпуса: мм. 3.7 Толщины фланцев редуктора. 3.7.1 Фундаментный фланец: мм. Принимаем 18 мм. 3.7.2 Фланец у бобышек подшипников: мм. Принимаем 12 мм. 3.7.2 Фланец по периметру корпуса: мм. Принимаем 10 мм. 3.8 Размеры крышек подшипников выбираются по [3, с. 157, табл. 12.1.1]. 3.9 Размеры конических штифтов. Принимаем два штифта 8х40. 3.10 Высота оси редуктора [3, с. 168, табл. 12.8.1]: 132 мм.
Определение параметров смазки передач и подшипников (по рекомендациям из [5]). Окружная скорость передачи равна 1,86 м/с. Контактные напряжения составляют 389,7 МПа. Мощность на входном валу редуктора: 3,959 кВт. Применяем картерное смазывание передачи. По табл. 11.1 [5] выбираем рекомендуемые вязкости масла: 34 . По табл. 11.2 [5], выбираем масла: И–Г–А–32. Далее следует определить объём масла для передач. Исходя из того, что на 1 кВт передаваемой энергии необходимо обеспечить 0,4–0,8 л масла, получаем: объем масла должен составлять 1,58…3,17 л. Исходя из того, что размеры масляной ванны составляют: 306х76 мм (см. компоновку), получаем – уровень масла должен составлять (1,58…3,17)*1000000/(306х76)=68…136 мм. Принимаем уровень масла конструктивно 60 мм. Тогда объёмы масла составит 306х76х60/1000000=1,4 л. Т.к. скорость передачи больше 1 м/с, то подшипники смазываются маслом зацепления.
Определение размеров тихоходного шкива будет производиться по рекомендациям из [3]. Тихоходный шкив садится на входной вал редуктора (конический конец вала по ГОСТ 12080: диаметр 28 мм, длина 42 мм). Диаметр шкива равен 224 мм. Диаметр ступицы: мм. Принимаем 45 мм. Длину ступицы принимаем на 2 мм большей, чем длина вала: 44 мм. Оптимальным исполнением шкива будет исполнение со спицами [3, стр. 22, рис. 2.5.3 в]. Число спиц: . Принимаем 3. Размеры спиц в эллиптическом сечении: мм. Принимаем 40 мм. мм. Принимаем 30 мм. После того, как все эти данные определены, следует приступить ко второму этапу компоновки (прорисовка конструктивных особенностей всех деталей: колес, валов, подшипников, корпуса и т.д.). На рисунке ниже приведена полная и окончательная компоновка проектируемого редуктора. 7. РАСЧЕТ ВАЛОВ ПО ЭКВИВАЛЕНТНОМУ МОМЕНТУ
Исходные данные:
Сила давления шкива на быстроходный вал (см. п. 3.1): Н. Сила в цилиндрическом зацеплении (см. п. 3.2): , . Сила давления звездочки на тихоходный вал (см. п. 3.3): Н.
Табл. 8.1 Кинематические характеристики валов редуктора.
Наиболее нагруженным сечением быстроходного является точка С – посадка подшипника на вал. Для этого сечения следует рассчитать минимально допустимый расчетный диаметр вала. мм, где МПа, s = 4 (данные взяты в соответствии с рекомендациями на стр. 66 [3]). Вал изготовлен из стали 45, МПа. МПа. МПа. мм, что допустимо. Наиболее нагруженным сечением тихоходного является точка В – посадка подшипника на вал. Для этого сечения следует рассчитать минимально допустимый расчетный диаметр вала. мм, где МПа, s = 4 (данные взяты в соответствии с рекомендациями на стр. 66 [3]). Вал изготовлен из стали 45, МПа. МПа. МПа. мм, что допустимо. 9. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Рассчитываем шпонки на смятие. Рис. 9 Эскиз шпонки ГОСТ 23360–78. а) б)
Должно выполняться условие: МПа, где = 150 МПа, для шпонок под зубатыми колесами и звездочкой т.к. прочности вала и ступицы выше прочности шпонки, и = 80 МПа – для шпонки под шкивом [5, с. 48]. МПа.
Быстроходный вал. Крутящий момент: T = 71716 Нмм; Шпонка под шкивом (d=25,9 мм – средний диаметр по ГОСТ 12081-72, bxhxl=5x5x40): МПа. Шпонка под шестерней (d=32 мм, bxhxl=5x5x50): МПа.
Тихоходный вал. Крутящий момент: T = 216843 Нмм; Шпонка под полумуфтой (d=38 мм, bxhxl=12x8x70): МПа. Шпонка под колесом (d=48 мм, bxhxl=12x8x45): МПа. Т.о. прочность шпоночных соединений обеспечена. НАЗНАЧЕНИЕ ПОСАДОК, ШЕРОХОВАТОСТЕЙ, ВЫБОР СТЕПЕНЕЙ ТОЧНОСТИ И ДОПУСКОВ ФОРМЫ И РАСПОЛОЖЕНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ
Назначение квалитетов точности, параметров шероховатости поверхностей, отклонений формы и расположение поверхностей должно сопровождаться анализом служебного назначения деталей и технологических возможностей при обработке. С возрастанием точности стоимость обработки резко повышается. Из экономических соображений нужно назначать квалитеты сравнительно грубые, однако, обеспечивающие необходимое качество деталей, узлов и машин.
Допуски линейных размеров и посадки основных деталей. При выборе квалитетов точности и назначении посадок будем руководствоваться рекомендациями. 1. Зубчатое колесо рекомендуется сажать на вал с натягом. Принимаем посадку: Н7/р6. 2. Звездочка и муфта садятся на консольные участки валов. Для удобства сборки целесообразно принять переходную посадку или с зазором. Т.к. шпоночное соединение недопустимо устанавливать с зазором, принимаем: H7/k6. 3. Крышки подшипников в корпусе целесообразно сажать с небольшим зазором. Это избавить от трудностей вынимания крышек при осевой регулировке подшипников и зацепления. Принимаем: H7/h6. 4. Поле допуска ширины шпонки: js9. 5. Поле допуска ширины шпоночного паза на валу: P9. 6. Поле допуска диаметра вала под подшипниками: k6. 7. Поле допуска диаметра расточек в корпусе под подшипники: H7.
Шероховатости основных поверхностей. Для обеспечения указанных посадок посадочные поверхности деталей необходимо обработать до шероховатости не грубее RA 1.6. При этом торцовые поверхности деталей, контактирующие с другими деталями должны иметь шероховатость не ниже RA 3.2, второстепенные поверхности механически обрабатываемых деталей не ниже RA 12.5, второстепенные механически необрабатываемые поверхности деталей оставляем в состоянии поставки, т.е. со стандартной шероховатостью. Поверхности валов под манжетными уплотнениями должны иметь шероховатость не ниже RA 0.4. Под подшипники качения – не ниже RA 0,8. Торцовые поверхности, служащие упором для подшипников – не ниже RA 1,6. Шероховатости рабочих поверхностей зубьев цилиндрического колеса – RA 1,6 [3, с. 140, табл. 11.2.7]. Шероховатости поверхностей вершин зубьев цилиндрического колеса – RA 3,2 [3, с. 140, табл. 11.2.7]. Шероховатость боковой базовой поверхности венца – RA 3,2 [3, с. 140, табл. 11.2.7]. Шероховатость боковой поверхности ступицы – RA 6,3 [3, с. 140, табл. 11.2.7].
Допуски формы и расположения поверхностей.
Тихоходный вал. 1. Поверхности посадки подшипников. Допуск радиального биения: 0,5 [3, с. 69]. Допуск цилиндричности: 0,004 [3, с. 69], [3, с. 103, табл. 8.8.9]. 2. Торцевая поверхность буртика для подшипника. Допуск осевого биения: 0,025 [3, с. 69], [3, с. 103, табл. 8.8.10]. 3. Торцевая поверхность буртика для колеса. Допуск осевого биения: 0,030 [3, с. 69, табл. 7.3.2]. 4. Поверхность посадки колеса. Допуск радиального биения: 0,016 [3, с. 69, табл. 7.3.1], [3, с. 285, табл. 17.3.3]. 5. Параллельность шпоночного паза к оси вала: 0,018 [3, с. 125], [3, с. 125, табл. 10.1.2]. 6. Симметричность шпоночного паза: 0,072 [3, с. 125], [3, с. 125, табл. 10.1.2].
Тихоходное колесо. 1. Радиальное биение поверхности заготовки под диаметр вершин зубьев: 0,065 [3, с. 140, табл. 11.2.5]. 2. Осевое биение зубчатого венца: 0,026 [3, с. 140, табл. 11.2.6]. 3. Осевое биение ступицы: 0,03 [3, с. 140, табл. 11.2.6]. 4. Параллельность шпоночного паза к оси вала: 0,025 [3, с. 125], [3, с. 125, табл. 10.1.2]. 5. Симметричность шпоночного паза: 0,102 [3, с. 125], [3, с. 125, табл. 10.1.2].
11. РАСЧЕТ ВАЛОВ НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
Быстроходный вал. Наиболее нагруженным сечением вала является точка С – посадка подшипника на вал. Вал изготовлен из стали 45, МПа. МПа. Изгибающий момент равен 97987,5 Нмм. Крутящий момент на валу 71716 Нмм. МПа. Следует проверить это сечение на прочность и жесткость. Условие прочности: , где: ; . По табл. 14.2 [5], выбираем коэффициенты: ; ; – момент сопротивления изгибу. – момент сопротивления кручению. По табл. 14.3 [5], выбираем: ; По табл. 14.4 [5], выбираем: ; . Таким образом: ; . . ; . . Выносливость вала обеспечена. Тихоходный вал. Наиболее нагруженным сечением вала является точка В – посадка подшипника на вал. Вал изготовлен из стали 45, МПа. МПа. Изгибающий момент равен 230146,8 Нмм. Крутящий момент на валу 216843 Нмм. МПа. Следует проверить это сечение на прочность и жесткость. Условие прочности: , где: ; . По табл. 14.2 [5], выбираем коэффициенты: ; ; – момент сопротивления изгибу. – момент сопротивления кручению. По табл. 14.3 [5], выбираем: ; По табл. 14.4 [5], выбираем: ; . Таким образом: ; . . ; . . Выносливость вала обеспечена. 12. СБОРКА И РЕГУЛИРОВКА РЕДУКТОРА
Перед сборкой внутреннюю полость редуктора (17 и 18) тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов. На ведущий вал (14) надевают зубчатую шестерню (16), распорное кольцо (10) и подшипники 2206 (34). Далее производится регулировка подшипников быстроходного вала. К основанию корпуса (18) необходимо прикрутить крышку подшипника (3) болтами (24) без гроверов. Далее в корпус устанавливается распорное кольцо (9), узел быстроходного вала и второе распорное кольцо (9). В распорное кольцо следует упереть крышку подшипника (5). По зазору, образовавшемуся между фланцем крышки подшипника (5) и основанием корпуса (18), следует определить приблизительное число прокладок (21), необходимых к установке под фланец крышки подшипника, для компенсации этого зазора. Теперь следует надеть крышку корпуса (17) на основание (18), установить прокладки (21), после чего, прикрутить крышки подшипников (3 и 5) к корпусу болтами (24) без гроверов. Вал должен вращаться легко без ощутимых усилий и осевой свободы. При необходимости следует изменить число прокладок для обеспечения плавного вращения вала. Когда определено число прокладок, необходимых для плавного вращения вала, из него следует вычесть 3-5 штук, для создания зазора 0,3-0,5 мм, необходимого для компенсации термического удлинения вала. Регулировка подшипников быстроходного вала окончена. Теперь следует открутить болты, снять крышки подшипников и вынять распорные кольца и узел быстроходного вала. На тихоходный вал (13) напрессовывают колесо (15), устанавливают распорное кольцо (8) и подшипники 2209 (35). Далее следует отрегулировать подшипники тихоходного вала. Регулировка подшипников тихоходного вала производится с помощью прокладок (22) способом, аналогичным регулировке подшипников быстроходного вала. Так же как и для быстроходного вала, следует предусмотреть зазор 0,3-0,5 мм для компенсации термического удлинения вала. После окончания регулировки подшипников следует отрегулировать зацепление. Регулировка цилиндрического зацепления сводится к распределению прокладок поз. 21 и 22 под фланцами крышек подшипников (2, 3, 4 и 5) таким образом, чтобы середины шестерни и колеса примерно совпали. Суммарные числа прокладок каждого комплекта при этом измениться не должны. Далее на основание (18) окончательно надевается крышка корпуса (17), прикручиваются крышки подшипников (на этот раз – болтами с пружинными шайбами – поз. 36 и 37). Корпус следует заштифтовать (46) и закрепить болтовыми соединениями (26, 29, 37 и 27, 30, 38). Далее следует закрутить маслосливное отверстие пробкой (11), прикрутить маслоуказатель (1) к корпусу винтами (28) и налить 1,4 литра масла, после чего, прикрутить крышку люка (19) вместе с пробкой–отдушиной (12). Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытаниям согласно техническим требованиям. ЛИТЕРАТУРА
1. А.Т. Скойбеда, А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик. Детали машин и основы конструирования. Мн.: «Высшая школа» 2006 г. 2. Курсовое проектирование деталей машин / Чернавский С.А. и др./ – М.: Машиностроение, 1988 г. 3. Курмаз Л.В. Скойбеда А.Т. Проектирование. Детали машин. Минск. Уп. «Технопринт» 2004 г. 4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа, 1998 г. 5. Кузьмин А.В. Расчеты деталей машин /Справочное пособие/. – Мн.: Высшая школа, 1986 г. 6. ГОСТ 2185–66 Передачи зубчатые цилиндрические. Основные параметры. 7. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин. Учеб пособие для техникумов. – Мн.: Высш. шк., 1991. 8. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в трех томах. Том 2. – М.: «Машиностроение» 2001 г. 9. Прикладная механика. Курсовое проектирование. / Скойбеда А.Т. М.: 2010 г.
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (269)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |