
- •1. Зміст, оформлення та обсяг курсового проекту
- •1.1. Завдання на курсовий проект
- •1.2. Варіанти завдань на курсове проектування
- •1.3. Вибір схеми компонування і визначення передавального числа редуктора
- •1.4. Вибір привідного електродвигуна
- •Питання для самоконтролю
- •2. Розрахунок циліндричної зубчастої передачі
- •2.1. Вибір матеріалів для виготовлення зубчастих коліс
- •2.2. Визначення допустимих напружень у зубчастих колесах
- •2.2.1. Визначення коефіцієнтів еквівалентності навантаження
- •2.2.2. Визначення допустимих напружень у зубчастих колесах
- •2.2.3. Визначення коефіцієнтів навантаження зубчастих коліс
- •2.3. Розрахунок параметрів циліндричної зубчастої передачі
- •2.3.1. Визначення міжосьової відстані в зубчастій передачі
- •2.3.2. Розрахунок зубців на контактну міцність і визначення ширини колеса й шестірні
- •2.3.3. Визначення модуля зубчастих коліс
- •2.3.4. Визначення кута нахилу зубця (для косозубих коліс)
- •2.3.5. Визначення числа зубців у колесах
- •2.3.6. Перевірний розрахунок зубців на згинальну витривалість
- •2.3.7. Визначення діаметрів зубчастих коліс
- •2.3.8. Визначення сил, що виникають у зачепленні зубчастих коліс
- •2.3.9. Визначення консольних сил
- •Питання для самоконтролю
- •3. РозрахуНоК конічних зубчастих передач
- •3.3. Розрахунок параметрів конічної зубчастої передачі
- •3.3.1. Визначення діаметра основи ділильного конуса
- •3.3.2. Розрахунок зубців на контактну міцність та визначення ширини колеса й шестірні
- •3.3.3. Визначення кількості зубців у зубчастих колесах
- •3.3.4. Визначення модуля зубчастих коліс
- •3.3.5. Вибір кута нахилу зубця (для коліс з круговим зубцем і косозубих)
- •3.3.6. Перевірний розрахунок зубців на згинальну витривалість
- •3.3.7. Обчислення діаметрів і кутів зубчастих коліс
- •3.3.8. Визначення сил у зачепленні зубчастих коліс
- •Питання для самоконтролю
- •4. Розрахунок черв'ячних передач
- •4.1. Критерії підбору матеріалів на виготовлення черв’яків і коліс
- •4.2. Визначення допустимих напружень у черв’ячних передачах
- •4.2.1. Обчислення коефіцієнтів еквівалентності навантаження
- •4.2.2. Обчислення допустимих напружень у черв’ячних колесах
- •4.2.3. Визначення коефіцієнтів навантаження для черв’ячних передач
- •4.3.4. Розрахунок коефіцієнта зміщення початкового контуру коліс
- •4.3.5. Визначення діаметрів і кутів скосу черв’яка й колеса
- •4.3.6. Перевірний розрахунок зубців на контактну міцність
- •4.3.7. Перевірний розрахунок зубців на згинальну витривалість
- •4.3.8. Тепловий розрахунок черв’ячної передачі
- •4.3.9. Визначення сил, які виникають у зачепленні черв’ячної передачі
- •Питання для самоконтролю
- •5. Побудова тривимірних моделей зубчастих коліс
- •5.1. Побудова зубчастих коліс циліндричної передачі
- •5.2. Побудова зубчастих коліс конічної передачі
- •5.2.1. Побудова зубців на моделях прямозубих конічних коліс
- •5.2.2. Побудова зубців на моделях конічних коліс з круговим зубцем
- •5.3. Побудова моделей черв’яка і колеса черв’ячної передачі
- •5.3.1. Побудова зубців на моделі черв’яка
- •5.3.2. Побудова зубців черв’ячного колеса
- •5.4. Побудова 3d-моделі зубчастого зачеплення
- •Питання для самоконтролю
- •6. Розрахунок вихідних кінців валів редуктора
- •Питання для самоконтролю
- •7. Вибір підшипників і побудова тривимірних моделей валів у складеному вИгляді
- •7.1. Особливості компонування валів циліндричних редукторів
- •7.2. Характерні риси компонування валів конічних редукторів
- •7.3. Специфіка компонування валів черв’ячних редукторів
- •7.4. Побудова тривимірної моделі вала
- •7.5. Побудова тривимірних моделей валів у складеному вигляді
- •Питання для самоконтролю
- •8. Перевірний розрахунок валів
- •8.1. Розрахунок вала на статичну міцність
- •8.1.1. Побудова епюр згинальних і крутних моментів на валах
- •8.1.1.1. Побудова епюр згинальних і крутних моментів для валів циліндричних зубчастих передач
- •8.1.1.2. Побудова епюр згинальних і крутних моментів для валів конічних зубчастих передач
- •8.1.1.3. Побудова епюр згинальних і крутних моментів для валів черв’ячних передач
- •8.1.2. Визначення сумарної величини згинального моменту
- •8.1.3. Визначення величини еквівалентного моменту
- •8.1.4. Визначення діаметрів вала в небезпечних перерізах
- •8.2. Розрахунок вала на міцність від утоми
- •8.3. Розрахунок вала на жорсткість
- •8.4. Рекомендації до побудови епюр
- •8.5. Перевірний розрахунок шпонкових з’єднань
- •Питання для самоконтролю
- •9. Перевірний розрахунок підшипників
- •9.1. Перевірний розрахунок радіальних підшипників
- •9.1.1. Розрахунок під час дії радіального навантаження
- •9.1.2. Розрахунок в умовах дії радіального й осьового навантажень
- •9.2. Перевірний розрахунок радіально-упорних підшипників
- •9.3. Перевірний розрахунок упорних підшипників
- •Питання для самоконтролю
- •10. Розрахунок валів і підшипників Засобами бібліотеки компас-shaft 2d
- •10.1. Розрахунок валів засобами бібліотеки компас-shaft 2d
- •10.2. Розрахунок підшипників з використанням бібліотеки компас-shaft 2d
- •10.3. Редагування 3d-моделей валів
- •Питання для самоконтролю
- •11. Компонування моделі редуктора
- •11.1. Побудова тривимірної моделі складеної зубчастої передачі
- •11.2. Побудова допоміжного ескізу площини з’єднання корпуса
- •11.3. Редагування параметрів валів і місць монтування підшипників на валах
- •Питання для самоконтролю
- •12. Побудова корпусних деталей редуктора
- •12.1. Побудова 3d-моделей корпусних деталей методом додавання стінок
- •12.2. Побудова 3d-моделей корпусних деталей методом оболонки
- •12.3. Виготовлення зварних корпусних деталей
- •12.4. Перевірний розрахунок рознімних з’єднань
- •Питання для самоконтролю
- •13. Побудова 3d-моделі складальної одиниці редуктора
- •Питання для самоконтролю
- •14. Побудова 3d-моделей інших деталей
- •Питання для самоконтролю
- •15. Установлення стандартних кріпильних деталей та ущільнень
- •Питання для самоконтролю
- •16. Виконання складальних креслеників редуктора і його дрібних складальних одиниць
- •16.1. Створення креслеників
- •16.2. Нанесення розмірів і створення списку технічних умов на кресленику
- •16.2.1. Вибір допусків у розмірах спряжень деталей
- •16.2.2. Уведення списку технічних вимог до складальних і робочих креслеників
- •16.3. Заповнення основного напису складального кресленика
- •16.4. Рекомендації до застосування мастила для редуктора
- •16.5. Розстановка позицій складальних одиниць і деталей
- •Питання для самоконтролю
- •17. Виконання робочих креслеників деталей редуктора
- •17.1. Основні правила оформлення робочого кресленика
- •17.2. Розрахунок допусків форми і розташування поверхонь деталей
- •Питання для самоконтролю
- •18. Створення специфікації редуктора і складальних одиниць
- •Питання для самоконтролю
- •19. Складання пояснювальної записки до курсового проекту
- •19.1. Рекомендований зміст пояснювальної записки
- •19.2. Оформлення пояснювальної записки
- •Питання для самоконтролю
- •20. Підготовка курсового проекту до друку й захисту
- •Питання для самоконтролю
- •Література
- •Предметний покажчик
- •Додаток а. Приклади оформлення креслеників курсового проекту
- •Додаток б. Приклади оформлення специфікацій курсового проекту
- •Додаток в. Приклади оформлення початкових аркушів пояснювальної записки курсового проекту
- •Проектування редукторів з використанням сапр компас
- •49005, М. Дніпропетровськ, просп. К. Маркса, 19.
8.3. Розрахунок вала на жорсткість
Розміри вала, встановлені в розрахунку на його міцність, не завжди гарантують достатню жорсткість цієї деталі, необхідну для нормальної роботи зубчастої та черв’ячної передач (можливий, наприклад, перекіс зубчастих коліс і концентрація навантаження по довжині зубця) і підшипників (затиснення тіл кочення). Вали редукторів загалом витримують перевірку на жорсткість (якщо при цьому її витримує найтонший, то другий не перевіряють), але для правильного зачеплення вали черв’яків завжди перевіряють на згинальну жорсткість.
Оптимальне значення згинальної жорсткості можливе за виконання таких умов:
де
,
– граничні
значення прогину й кути нахилу пружних
ліній валів.
Величину рекомендується приймати залежно від модуля зачеплення за описаними нижче співвідношеннями стосовно валів таких передач:
– циліндрична…….……………………………… 0,01m;
– конічна, гіпоїдна та глобоїдна……………….. 0,005m;
– черв’ячна……………………………………..… 0,01m.
Пропонується
також передбачати допустиму величину
кута нахилу вала
у підшипниках різного типу, зокрема
для:
– радіального кулькового……………………… 0,005 рад;
– ковзання…………..…………………………... 0,001 рад.
При симетричному розташуванні опор стосовно прикладеного до зубчастого колеса навантаження (найбільш типового для одноступеневих редукторів) прогин (стріла прогину), наприклад, вала черв’яка визначається з такого виразу:
;
,
де Е – модуль поздовжньої пружності, для сталі дорівнює 2,1105 МПа; Iзв – зведений момент інерції перерізу черв’яка з урахуванням витків, визначуваний як
,
мм4.
Якщо жорсткість вала черв’яка недостатня, то коефіцієнт діаметра черв’яка q збільшують, а далі повторюють розрахунки й побудови елементів черв’ячної передачі. Розраховуючи вали зубчастих передач, збільшують їх діаметри.
8.4. Рекомендації до побудови епюр
Розрахункові схеми й епюри моментів, наведені вище (рис. 8.1 – 8.7), будують з використанням засобів програмного середовища КОМПАС-Графік, що дуже зручно для їх подальшого введення в текст пояснювальної записки курсового проекту.
Для
отримання рисунка створюють допоміжний
файл формату
«Фрагмент»,
у якому, виконуючи операції з
інструментальних панелей
«Геометрия»,
«Размеры»,
«Обозначения»
і
«Редактирование»,
здійснюють
необхідні побудови. З цією метою
застосовують допоміжні лінії, відрізки,
кола, еліпси, проставляють розміри і
под. Масштаб зображення валів вибирають
таким, щоб увесь рисунок розміщувався
на аркуші формату А4.
На завершення файл зберігають, наприклад, під іменем «Епюри швидкохідного вала».
8.5. Перевірний розрахунок шпонкових з’єднань
Деталі рознімних з’єднань проектованого редуктора вибирають або за рекомендаціями програми КОМПАС (шпонки і шліци залежно від діаметра вала), або за таблицями з довідкових матеріалів. Тепер необхідно перевірити їх на міцність (на зминання та зріз).
Вибрані шпонки перевіряють на зминання. Сталь, з якої виготовляють шпонки, зазвичай міцніша від матеріалу маточини зубчастих коліс, тому фактично перевіряють самі маточини. Напруження зминання шпонки, що виникає під час її роботи, не мають перевищити допустиме для матеріалу, з якого буде виготовлено маточину колеса, тобто
,
де Тi – крутний
момент
на конкретному валу, Нмм
(i = 1, 2);
di – діаметр
конкретного вала, мм (i = 1, 2);
h – висота
шпонки, мм; t1 – глибина
паза шпонки вала, мм; lp – робоча
довжина шпонки, мм, якщо шпонка має
скруглені торці, то
,
де l ,
b
– повна
довжина і ширина шпонки відповідно, мм;
– допустиме
напруження
зминання, МПа. Для сталевої маточини
значення цієї величини перебуває в
межах від 60 до 100 МПа, а для чавунної
–
від 40 до 60 МПа.
На зріз шпонку перевіряють за такою формулою:
,
де
– допустиме
напруження на зріз шпонки,
МПа.
Якщо напруження зминання виявиться більш як на 5 % вищим від допустимого, то слід збільшити довжину шпонки або встановити дві шпонки під кутом 180° одна до одної. Коли ж напруження буде значно нижчим, то можна передбачити менший типорозмір шпонки. Для цього доведеться внести зміни в тривимірні моделі вала та зубчастого колеса.