Новости

  • Положительные стороны участия в школьных олимпиадах
    Облегчение поступления в университет. Вы можете задать своему ребенку конечную цель всего учебного процесса, тем самым убедив его в необходимости хорошей учебы. Часто родители говорят своим детям, что если они будут плохо учиться, то не смогут приобрести хорошую профессию в будущем, и пойдут в дворники.
  • Особенности питания школьника
    Питание в школе должно быть хорошо организованным. Школьник должен быть обеспечен в столовой обедом и горячим завтраком. Интервал между первым и вторым приемом пищи не должен превышать четыре часа. Наиболее оптимальным вариантом должен быть завтрак ребенка дома, в школе же он съедает второй завтрак
  • Детская агрессия в школе и сложности в процессе обучения
    Между детской агрессией и трудностями в процессе обучения установлена определенная взаимосвязь. Каждый школьник хочет иметь в школе много друзей, иметь хорошую успеваемость и хорошие оценки. Когда это у ребенка не получается, он делает агрессивные поступки. Каждое поведение на что-то нацелено, имеет смысловую
  • Советы психологов родителям
    В любых олимпиадах и всевозможных конкурсах ребенок, прежде всего, самовыражается и самореализовывается. Родители обязательно должны поддерживать своего ребенка, если он увлечен интеллектуальными соревнованиями. Ребенку важно осознавать себя частью общества интеллектуалов, в котором царят сопернические настроения, и ребенок сравнивает свои достигнутые
  • Ребенок отказывается от приема пищи в столовой школы
    Разборчивому ребенку школьная еда может прийтись не по вкусу. Зачастую, это самая распространенная причина отказа школьника от еды. Все происходит от того, что меню в школе не учитывает вкусовые потребности каждого отдельного ребенка. В школе никто не будет исключать какой-либо продукт из питания отдельного ребенка дабы
  • Как родители относятся к школе
    Для того чтобы понять как родители относятся к школе, то важно для начала охарактеризовать современных родителей, возрастная категория которых весьма разнообразна. Не смотря на это большую часть из них составляют родители, которые относятся к поколению девяностых годов, которые отличаются тяжелым временем для всего населения.
  • Школьная форма
    Первые школьные сборы навсегда остаются в памяти каждого из нас. Родители начинают закупать всю необходимую канцелярию, начиная с августа. Главным школьным атрибутом является форма школьника. Наряд должен быть тщательно подобран, чтобы первоклассник чувствовал себя уверенно. Введение школьной формы обосновывается многими причинами.

Рефераты

Уважаемые школьники и студенты! 

Уже сейчас на сайте вы можете воспользоваться более чем 20 000 рефератами, докладами, шпаргалками, курсовыми и дипломными работами.Присылайте нам свои новые работы и мы их обязательно опубликуем. Давайте продолжим создавать нашу коллекцию рефератов вместе!!!

Вы согласны передать свой реферат (диплом, курсовую работу и т.п.), а также дальнейшие права на хранение,  и распространение данного документа администрации сервера "mcvouo.ru"?

Спасибо за ваш вклад в коллекцию!

Всего 19436 рефератов.

Найти

Основы конструирования - (курсовая)

Дата добавления: март 2006г.

    Московский инженерно–физический институт
    (Технический университет)
    Отделение №2
    Кафедра ОИД

Расчетно–пояснительная записка по курсовому проекту по курсу

    “Основы конструирования”
    Выполнил
    ……………………...
    Принял
    Усольцев С. Н.
    Новоуральск
    –1996–
    СОДЕРЖАНИЕ
    1. Выбор кинематической схемы редуктора 5
    2. Проектировочный расчет зубчатых передач 7
    2. 1. Расчет первой ступени 7
    2. 1. 1. Расчет геометрических параметров 7
    2. 1. 2. Расчет сил, действующих в зацеплении 9
    2. 1. 3. Подбор подшипников 9
    2. 2. Расчет второй ступени 10
    2. 3. Расчет третьей ступени 11
    2. 4. Расчет четвертой ступени 13
    3. Проверочный расчет четвертой ступени 14

4. Проверочный расчет наиболее нагруженного выходного вала 18 5. Проверочный расчет шлицевого соединения 19

6. Проверочный расчет подшипникового соединения наиболее нагруженного выходного вала 20

    7. Тепловой расчет редуктора 21
    8. Расчет параметров корпусной детали 22
    9. Литература 24
    Рис. 1
    Рис. 2
    Рис. 3
    Выбор кинематической схемы редуктора

Рассмотрим три возможные кинематические схемы редуктора, приведенные соответственно на рис. 1, 2 и 3, отвечающие требованиям задания на проектирование и выберем наиболее подходящую, руководствуясь такими критериями, как стоимость, собираемость, ремонтопригодность, долговечность, плавность работы и т. д.

Рассчитаем кинематические параметры редукторов по нижеуказанным соотношениям и занесем результаты расчетов в табл. 1. Все формулы и соотношения взяты из [3]. Величина крутящего момента ТВЫХ на выходном вале:

    ,
    где TЗАД–величина выходного крутящего момента, Нм;
    h–коэффициент полезного действия передачи.

Крутящий момент на промежуточном вале Т рассчитывается по формуле: ,

    где ТПРЕД–крутящий момент на предыдущем вале;
    u–передаточное отношение с предыдущего вала на расчетный.
    Мощность Р, передаваемая валом, определяется как:
    Р=ТЧw,
    где w–угловая скорость вращения вала.

Минимально необходимый диаметр вала d может быть рассчитан следующим образом: ,

где [t]=(0. 025ё0. 03)ЧsВ–максимально допускаемое напряжение на изгиб, МПа. Для стали 40Х sВ=600 при ТО–улучшение. Общий КПД редуктора рассчитывается перемножением h всех валов и передач.

    Таблица 1
    Наименование характеристики
    Схема 1
    Схема 2
    Схема 3
    Передаточное отношение u12
    3. 15
    3. 15
    11. 11
    u23
    3. 55
    3. 55
    2. 8
    u34
    2. 8
    –
    3. 15
    u45
    3. 15
    5
    –
    u56
    –
    3. 15
    –
    u14
    –
    6. 3
    –
    Частота вращения вала n1, об/мин
    1000
    1000
    1000
    n2
    320
    320
    90
    n3
    90
    90
    32
    n4
    32
    159
    10
    n5
    10
    32
    –
    n6
    –
    10
    –
    Крутящий момент на валу 1, Нм
    146
    143
    137
    2
    437
    300
    1517
    3
    1506
    1010
    1349
    4
    1322
    278
    4040
    5
    4040
    1349
    6
    –
    4040
    Мощность, передаваемая валом 1, Вт
    15303
    15024
    14445
    2
    14660
    10032
    14299
    3
    14201
    9519
    4522
    4
    4430
    4632
    4230
    5
    4230
    4522
    –
    6
    –
    291
    –
    Минимальный диаметр вала 1, мм
    34
    34
    34
    2
    50
    44
    75
    3
    75
    65
    71
    4
    71
    42
    103
    5
    103
    71
    –
    6
    –
    103
    –
    Общий КПД редуктора
    0. 84
    0. 81
    0. 66
    Наружный диаметр шестерни d1, мм
    73
    60
    90
    Наружный диаметр колеса D2, мм
    200
    190
    327
    d2
    60
    56
    90
    D3
    210
    200
    254
    d3
    90
    –
    90
    D4
    254
    378
    283
    d4
    90
    65
    –
    D5
    283
    325
    –
    d5
    –
    90
    –
    D6
    –
    283
    –
    Длина редуктора, мм
    730
    650
    400
    ширина
    560
    650
    700
    высота
    330
    650
    400

Вывод: выбираем схему 1, как обладающую многими преимуществами по сравнению со схемами 2 и 3, например: высокий КПД, умеренные габаритные размеры, сравнительно высокую технологичность изготовления (собираемость), смазываемость т. д.

    Проектировочный расчет зубчатых передач

Беря за основу данные табл. 1 и с помощью [2], мы рассчитаем геометрические параметры всех ступеней редуктора.

    Расчет первой ступени
    Расчет геометрических параметров

Первая ступень состоит из конической зубчатой передачи с круговыми зубьями. Материал передачи выберем следующий:

шестерня–ст. 40Х с закалкой ТВЧ с охватом дна впадины =900 МПа, =270 МПа. колесо–ст. 40Х с закалкой ТВЧ с охватом дна впадины =850 МПа, =265 МПа. Выберем для проектировочного расчета угол наклона зубьев b=35°. Определим допускаемое контактное напряжение, соответствующее эквивалентному числу циклов перемены напряжений NHE:

    ,
    где KHL=1. 1–коэффициент долговечности;

=900 МПа–допускаемое контактное напряжение, соответствующее базовому числу циклов NH0перемены напряжений для материала ст. 40Х при закалке ТВЧ с охватом дна впадины.

    sНР=900 МПа.
    Далее, учитывая:
    ,
    где sНР1=900 МПа–характеристика материала шестерни;
    sНР2=850 МПа– характеристика материала колеса, получим:
    =787 МПа.

Согласно [2], воспользуемся следующей формулой для расчета диаметра основной окружности шестерни конической передачи dE1:

    ,

где Кd=835–коэффициент, учитывающий геометрические параметры конической передачи; Kbe=0. 3–коэффициент ширины зубчатого венца, так как U>3;

KHb=1. 15–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца конического колеса; принимаем согласно [2] таб. 7. 2. при условии значения параметра =0. 6,

    =63 мм.
    Рассчитаем внешнее конусное расстояние Re:
    ,
    где d1=arctg(U)=17. 6°–угол заборного конуса шестерни.
    =104 мм.
    Вычислим модуль передачи mte:
    ,

где z1=16– принятое согласно [2] количество зубьев шестерни. mte=63/16=4. 5 мм.

Для обеспечения прочности по изгибу определим минимально допустимый средний нормальный модуль mnm:

    ,
    где Km=10–для колес с круговыми зубьями;

KFb=1. 24–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца конического колеса; принимаем согласно [2] таб. 7. 2. при условии значения параметра =0. 6;

–коэффициент, учитывающий форму зуба; рассчитывается по формуле: ,

    где YF1=3. 9–принимается по таб. 7. 1. при z1=14;

xt1=0. 012–коэффициент изменения толщины зуба у шестерни; принимается по таб. 7. 3. при круговых зубьях.

    =3. 9;

jbd=0. 63–коэффициент ширины зубчатого венца; вычисляется по соотношению: ;

sFp=270 МПа–допускаемое напряжение изгиба, соответствующее эквивалентному числу циклов перемены напряжений NHE; рассчитаем согласно:

    ,
    где KFL=1;

=270–допускаемое напряжение при расчете на выносливость, соответствующее числу циклов перемены напряжений NF0 для ст. 40Х при закалке ТВЧ с охватом дна впадины; =2. 88»3 мм.

    Проверка на соответствие величины модулей передачи:
    ,
    –практически тождество.

Определим необходимые для чертежа геометрические параметры передачи: ,

    где dae1–внешний диаметр вершин зубьев шестерни;
    hae1–внешняя высота головки зуба.
    dae1=73 мм.
    Сделав аналогичные расчеты для колеса, получим:
    dae2=200 мм.

Расстояние от вершины до плоскости внешней окружности вершин зубьев шестерни В1: ,

    В1=97 мм.
    Все параметры передачи первой ступени занесем в табл. 2.
    Таблица 2
    Параметр
    Значение
    Тип
    Коническая с круговым зубом
    dae1
    73 мм
    dae2
    200 мм
    Re
    107 мм
    B1
    97 мм
    z1
    16
    z2
    44
    Расчет сил, действующих в зацеплении
    Окружная сила:
    ,
    =4634 н.
    Радиальная сила на шестерни:
    ,

где знак в зацеплении взят из табл. 7. 8 при условии вращении шестерни по часовой стрелки и правом направлении линии наклона зубьев.

    =13000 н.
    Осевая сила на шестерни:
    ,
    где знак выбран при аналогичных условиях.
    =7960.
    Расчет для колеса:
    ,
    =8186 н.
    ,
    =12910 н.
    Подбор подшипников

Выберем ориентировочно однорядные роликоподшипники средней широкой серии. Для расчета эквивалентной нагрузки воспользуемся схемой расчета, представленной в [2]. Пусть:

    ,

где Fs–осевая сила, возникающая в подшипнике в результате действия радиальной нагрузки;

    =5700 н.
    Тогда согласно таблице 11. 3 имеем:
    ,
    где Fa1–осевая нагрузка в удаленном подшипнике;
    Fa2–осевая нагрузка в подшипнике, ближайшем к шестерне;
    Fa1=5700 н;
    Fa2=5700+12910=18700 н.
    Рассчитаем эквивалентную нагрузку Р:
    ,

где V=1–коэффициент вращения при вращающемся внутреннем кольце; Х–коэффициент осевой нагрузки;

    Y– коэффициент радиальной нагрузки;
    Ks=1. 5–коэффициент безопасности;
    KТ=1–температурный коэффициент;

Fr–радиальная нагрузка, действующая на один подшипник; при условии разнесенности опор можно предполагать, что вся радиальная нагрузка действует на один подшипник.

    Fx–осевая нагрузка.
    =51000 н.

Следует взять подшипник 7606 со следующими характеристиками: d=30мм–посадочный диаметр;

    D=90 мм–наружный диаметр;
    T=26. 25 мм–габаритная ширина подшипника;
    T=21 мм–ширина внутреннего кольца подшипника;
    С0=51000 н–грузоподъемность достаточна.

Для второй опоры выберем роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами типа 32206 А.

    Расчет второй ступени

Вторая ступень состоит из косозубой цилиндрической передачи с углом наклона зубьевb=15°. Материал передачи выберем следующий:

шестерня–ст. 40Х, нитроцементация с последующей закалкой и шлифованием; =1100 МПа, =300 МПа. колесо–ст. 40Х, нитроцементация с последующей закалкой и шлифованием; =1050 МПа, =295 МПа. Произведем расчет диаметра основной окружности шестерни dw1, пользуясь формулой [2] 6. 2: ,

    где Kd=675–коэффициент для косозубых колес;

KHb=1. 27–учитывает распределение нагрузки по ширине венца, взят из табл. 6. 3; jbd=1–учитывает ширину зубчатого венца, табл. 6. 3;

sНР=967 МПа–предельно допускаемое напряжение по контактным напряжением для выбранного материала;

    60 мм.
    Рассчитаем минимально необходимый модуль по:
    1. контактной прочности m:
    m=dw1Чcosb/z1,
    где z1=17–число зубьев шестерни.
    m=60Чcos15/17=3. 5;
    2. по напряжениям изгиба:
    ,
    где Km=11. 2 для колес;

KFb=1. 24–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца зубчатого колеса, табл. 6. 3;

    YF1=3. 9–принимается по таб. 7. 1. при z1=17;
    jbd=1–коэффициент ширины зубчатого венца, табл. 6. 3;
    sFp=300 МПа–допускаемое напряжение изгиба,
    =3. 5 мм.
    Межосевое расстояние aw:
    ,
    aw=140 мм.
    d2=210 мм.
    z2=59.
    Параметры передачи занесем в табл. 3.
    Таблица 3
    Параметр
    Значение
    d1
    60
    d2
    210
    bw
    60
    z1
    17
    z2
    59
    Силы, действующие в зацеплении:
    Ft=15000 н–окружная сила;
    FR=5500 н– радиальная сила;
    FХ=5000 н–осевая сила.

Подшипники назначим: два одинарных конических роликоподшипника 7512 и роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами типа 32206 А. Расчет третьей ступени

Расчет будет производиться аналогично расчету ступени один, поэтому описание некоторых коэффициентов и параметров будут опущены.

Выберем для проектировочного расчета угол наклона зубьев b=35°. Материал передачи выберем следующий:

шестерня–ст. 40Х, нитроцементация с последующей закалкой и шлифованием; =1100 МПа, =300 МПа. колесо–ст. 40Х, нитроцементация с последующей закалкой и шлифованием; =1050 МПа, =295 МПа. Согласно [2], воспользуемся следующей формулой для расчета диаметра основной окружности шестерни конической передачи dE1:

    ,
    где U=2. 8–передаточное отношение;
    T1=496 нм–крутящий момент на шестерне;

Кd=835–коэффициент, учитывающий геометрические параметры конической передачи; Kbe=0. 3–коэффициент ширины зубчатого венца;

KHb=1. 15–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца конического колеса; принимаем согласно [2] таб. 7. 2. при условии значения параметра =0. 6

    =90 мм.
    Рассчитаем внешнее конусное расстояние Re:
    ,
    где d1=arctg(U)=19. 6°–угол заборного конуса шестерни.
    мм.
    Вычислим модуль передачи mte:
    ,

где z1=20– принятое согласно [2] количество зубьев шестерни. mte=90/20=4. 5 мм.

Для обеспечения прочности по изгибу определим минимально допустимый средний нормальный модуль mnm:

    ,
    где Km=10–для колес с круговыми зубьями;

KFb=1. 24–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца конического колеса; принимаем согласно [2] таб. 7. 2. при условии значения параметра =0. 6

–коэффициент, учитывающий форму зуба; рассчитывается по формуле: ,

    где YF1=3. 87–принимается по таб. 7. 1. при z1=20;

xt1=0. 012–коэффициент изменения толщины зуба у шестерни; принимается по таб. 7. 3. при круговых зубьях.

    =3. 96;

jbd=0. 63–коэффициент ширины зубчатого венца; вычисляется по соотношению: ;

sFp=330 МПа–допускаемое напряжение изгиба, соответствующее эквивалентному числу циклов перемены напряжений NHE; рассчитаем согласно:

    ,
    где KFL=1. 1–коэффициент долговечности;

=300–допускаемое напряжение при расчете на выносливость, соответствующее числу циклов перемены напряжений NF0 для ст. 40Х при закалке ТВЧ с охватом дна впадины; =2 мм.

    Проверка на соответствие величины модулей передачи:
    ,
    –примерно совпадает.

Определим необходимые для чертежа геометрические параметры передачи: ,

    где dae2–внешний диаметр вершин зубьев шестерни;
    hae2–внешняя высота головки зуба.
    dae2=254 мм.

z2=56–число зубьев колеса. Расчет сил в зацеплении производится по алгоритму пункта 3. 3. 3.

    Все параметры передачи третьей ступени занесем в табл. 4.
    Таблица 4
    Параметр
    Значение
    Тип
    Коническая с круговым зубом
    dae1
    90 мм
    dae2
    254 мм
    Re
    134 мм
    B1
    125 мм
    z1
    20
    z2
    56

Подшипники назначим: два одинарных конических роликоподшипника 7512 и роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами типа 32206 А.

    Расчет четвертой ступени

Четвертая ступень состоит из косозубой цилиндрической передачи с углом наклона зубьевb=15°. Материал передачи выберем следующий:

шестерня–ст. 40Х, нитроцементация с последующей закалкой и шлифованием; =1100 МПа, =300 МПа. колесо–ст. 40Х, нитроцементация с последующей закалкой и шлифованием; =1050 МПа, =295 МПа. Произведем расчет диаметра основной окружности шестерни dw1, пользуясь формулой [2] 6. 2. : ,

    где Kd=675–коэффициент для косозубых колес;
    KHb=1. 27–учитывает распределение нагрузки по ширине венца;
    jbd=1–учитывает ширину зубчатого венца;

sНР=967 МПа–предельно допускаемое напряжение по контактным напряжением для выбранного материала.

    90 мм.
    Рассчитаем минимально необходимый модуль по:
    1. контактной прочности m:
    m=dw1Чcosb/z1,
    где z1=17–число зубьев шестерни.
    m=90Чcos15/17=4. 5;
    2. по напряжениям изгиба:
    ,
    где Km=11. 2 для косозубых колес;

KFb=1. 24–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца зубчатого колеса;

    YF1=3. 71–принимается по таб. 7. 1. при z1=20;
    jbd=1–коэффициент ширины зубчатого венца;
    sFp=320 МПа–допускаемое напряжение изгиба,
    =4. 5 мм.
    Некоторые геометрические параметры.
    Межосевое расстояние aw:
    ,
    aw=200 мм;
    d2=283 мм;
    z2=54.
    Параметры передачи занесем в табл. 3.
    Таблица 3
    Параметр
    Значение
    d1
    90 мм
    d2
    283 мм
    bw
    90 мм
    z1
    17
    z2
    54
    Силы в зацеплении:
    Ft=30000 н;
    Fr=11000 н;
    Fx=8000 н.
    Проверочный расчет четвертой ступени

Расчет максимальных контактных напряжений в передаче произведем по формуле: ,

где ZH=1. 71–коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей зубьев согласно таб. 6. 10;

ZM=274–коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных колес; принимаем по таб. 6. 4;

Ze=0. 79–коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий; вычислим по формуле: ,

    где ea=1. 41–коэффициент торцевого перекрытия.
    0. 625.
    Далее, вычислим удельную окружную силу wHt:
    ,
    где Ft=30000 н–окружная сила;
    bw=90–ширина зубчатого венца;
    КНa=1. 05–из табл. 6. 11 при 8 степени точности;

КНb=1. 37–из табл. 6. 3 при jbd=1 и твердости рабочих поверхностей НВ>350; КНv–коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку:

    ,
    где wHv–удельная окружная сила, н/мм;
    ,

где dH=0. 004–коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головок зуба, определяется по табл. 6. 12;

g0=61–коэффициент, учитывающий влияние разности шагов зацепления шестерни и колеса, принимаем по табл. 6. 13;

    v=0. 14 м/с–окружная скорость передачи;
    аw=200 мм–межосевое расстояние.
    68;
    =1. 15;
    440;
    =796<[s]=967 МПа.

Выполним расчет на изгибную выносливость зубьев. Действующие напряжения изгиба: ,

где YF=3. 71–коэффициент формы зуба, принимается по таб. 6. 7; Ye=1–коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев;

    Yb=0. 892–коэффициент, учитывающий наклон зубьев:
    ,
    Далее, вычислим удельную окружную силу wFt:
    ,

где КFa–коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями; определяется по формуле:

    КFa=1/ea,
    КFa=1. 05;

КFb=1. 57–из табл. 6. 3 при jbd=1 и твердости рабочих поверхностей НВ>350; КFv–коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку:

    ,
    где wFv–удельная окружная сила, н/мм;
    ,

где dH=0. 006–коэффициент, учитывающий влияние вида зубчатой передачи и модификации профиля головок зуба;

    206;
    =1. 63;
    462;
    =330<[sF]=330 МПа.

Проверим при действии максимальной нагрузки. На контактную прочность: ,

    где sН=967 МПа;

T1max/T1=1. 2–отношение пускового момента к рабочему–взято из [1]; sНрmax–максимально допустимая нагрузка;

    sНрmax=40HRC,
    sНрmax=2000 МПа.
    2000.
    На изгибную прочность:
    ,
    где sF=320 МПа;

sFрmax–максимально допустимая нагрузка–для цементованных зубьев: sFрmax=2sFmax,

    sFРmax=640 МПа.
    640.
    Рис. 4
    Проверочный расчет наиболее нагруженного выходного вала

Согласно проектировочному расчету, примем d=100 мм. Схема сил, действующих на вал, приведена на рис. 4.

    Ft=30000 н;
    Fr=11000 н;
    Fа=8000 н.
    Максимальный крутящий момент Тmax:
    Тmax=4040 нм.
    Максимальный изгибной момент Мmax:
    ,
    1650 нм.
    Коэффициент запаса прочности вала s:
    ,

где ss–коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; рассчитывается по формуле:

    ,

где s-1=473 МПа–предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистых конструкционных сталей определяется по формуле

    s-1=0. 43sв,

ks=1. 7–эффективный коэффициент концентрации напряжений, взят по табл. 8. 7 [1]; es=0. 7–масштабный коэффициент для нормальных напряжений, определяется по табл. 8. 8; b=0. 9–коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности; Ra=2. 5 мкм. sv=16 МПа–максимальное напряжение изгиба;

    ;

sm=–среднее напряжение цикла нормальных напряжений; рассчитаем по формуле ,

    sm=1 МПа;
    ys=0. 5–для легированных цементованных закаленных сталей;
    =10;

st–коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; рассчитывается по формуле:

    ,

где t-1=224 МПа–предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистых конструкционных сталей определяется по формуле

    t-1=0. 58s-1,

kt=1. 5–эффективный коэффициент концентрации напряжений, взят по табл. 8. 7 [1]; et=0. 59–масштабный коэффициент для нормальных напряжений, определяется по табл. 8. 8; b=0. 9–коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности; Ra=2. 5 мкм. tv=tm=10 МПа – максимальное напряжение изгиба; рассчитывается по формуле: ,

    yt=0. 5–для легированных цементованных закаленных сталей;
    =7.

=5. 79–неприемлемо. После пересчета на меньший диаметр получаем: d=65 мм, для которого s=1. 59.

    Проверочный расчет шлицевого соединения

Выполним расчет выполним по формуле [1] для эвольвентного шлицевого соединения: ,

    где Т=4040 нм–передаваемый крутящий момент;
    z=22–число зубьев;

Асм=2Ч10-4 м2–расчетная поверхность смятия согласно формуле: Асм=0. 8ЧmЧl,

    где m=3 мм–модуль эвольвентного зацепления;
    l=90 мм–длина зацепления;
    Rср=32. 5 мм–средний радиус;

[sсм]=120 МПа–при спокойной нагрузке и неподвижном соединении; –верно.

Проверочный расчет подшипникового соединения наиболее нагруженного выходного вала

Проектируем подшипники согласно величине посадочного диаметра. Вследствие использования в редукторе зубчатых передач со значительными осевыми нагрузками будем использовать однорядные роликоподшипники легкой серии. Эквивалентная нагрузка Р:

    ,

где V=1–коэффициент вращения при вращающемся внутреннем кольце; Х–коэффициент осевой нагрузки;

    Y– коэффициент радиальной нагрузки;
    Ks=1. 5–коэффициент безопасности;
    KТ=1–температурный коэффициент;

Fr–радиальная нагрузка действующая на один подшипник, учитывая симметричность расположения опор и Fr=11000;

    Fx–осевая нагрузка.

Расчет производим согласно [4]. Предполагаем, что будем использовать однорядные роликоподшипники легкой серии. Эквивалентная нагрузка Р рассчитывается по соотношению, взятому для данного типа подшипников:

    ,

где Fr=5500 н–радиальная нагрузка действующая на один подшипник, учитывая симметричность расположения опор и Fr=11000;

    Fx=8000 н–осевая нагрузка.
    Р=(0. 4Ч1Ч5500+1. 91Ч8000)=26200 н.
    Данное соотношение справедливо при:
    Fa/(VЧFr)>e,
    где e=0. 31–характеристика подшипника.
    5500/8000>0. 31.

Принимаем подшипник 7214 легкой серии со следующими характеристиками: d=70 мм–посадочный диаметр;

    D=125 мм–внешний диаметр наружных колец;
    T=26. 25 мм–габаритная ширина подшипника;
    T=21 мм–ширина внутреннего кольца подшипника;

С0=82000>26200 н–грузоподъемность превышает необходимый минимум в 3 раза.

    Тепловой расчет редуктора

Согласно [3], тепловой расчет редуктора необходимо проводить в случае употребления червячной передачи или низкого общего КПД редуктора. Условие работы редуктора без перегрева [3]:

    ,
    где tм–температура масла;
    tв=20°С–температура окружающей среды;
    Р=12200 Вт–подводимая мощность;
    kt=17 Вт/(м2Ч°С)–коэффициент теплопередачи редуктора;
    А=1. 5 м2–площадь теплоотдачи редуктора;

Dt=60°С–допускаемый перепад температур между маслом и окружающим воздухом. –достигается.

Объем масла, необходимый в редукторе, рассчитаем по ориентировочному соотношению 0. 5 литра на 1 кВт передаваемой мощности–общий объем масляной ванны примем равным 5 литрам. Вязкость масла n определяется по рис. 19. 1 при рассчитанном значении следующего параметра: ,

    где НHV=2000–твердость по Виккерсу;
    sН=796 МПа–максимальные контактные напряжения;
    v=0. 14 м/с–окружная скорость в зацеплении.
    =120. Тогда n=75Ч106 м2/с–назначение повышенной

вязкости масла связано с применением роликовых подшипников и невысокими окружными скоростями. Выберем масло индустриальное И–70Ас температурой застывания –10°С.

    Расчет параметров корпусной детали

Для расчета воспользуемся алгоритмом, приведенном в таб. 17. 1 [3]. Толщина стенок корпусаd определяется по соотношению:

    ,

где Ттих–максимальный крутящий момент на тихоходном валу. 8. 9 мм. Но, учитывая трудности при отливке подобных заготовок, рассчитаем следующую величину N:

    ,
    где L, B, H–длина, высота и ширина отливки.

0. 78–что согласно рис. 17. 1 [3] при исполнении отливки из чугуна СЧ 15–32 соответствует d»10 мм. Выбираем d=10 мм. Толщина фундаментных лап h:

    ,
    где d–диаметр фундаментных болтов;
    ,
    25 мм;
    h=1. 5Ч25=37. 5 мм.
    Литература

Курсовое проектирование деталей машин/С. А. Чернавский—М. : Машиностроение, 1984. Расчет и проектирование деталей машин/К. П. Жуков—М. : Машиностроение, 1978. Курсовое проектирование деталей машин/В. Н. Кудрявцев–Л. : Машиностроение, 1983. Подшипники качения. Справочник–каталог. /Под редакцией В. Н. Нарышкина—М. : Машиностроение, 1984.

Скачен 720 раз.

Скачать