Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Самарский Государственный Технический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

№22.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2025

Размер:

72.45 Кб

Скачать

☆

1 / 31 2 3 > Следующая >>>

|| Расчетная часть

2.1 Выбор электродвигателя и кинематический расчет передач.

а) Определим требуемую мощность электродвигателя .

Р_mp=

Р_mp = = 3

Р₂ - мощность ведомого вала

η_общ - общий КПД привода

η_общ= η₁ * η₂²

η₁ – кпд цилиндрической зубчатой передачи

η₁ = 0.97

η₂– потеря мощности в подшипниках на обе опоры

η₂ = 0.99

Подставим числовые значения вместо буквенных обозначений

η_общ= 0.95

Определим ориентировочные значения частоты вращения двигателя. Примем передаточное число редуктора

i_p=4

n₂=

n₂ - частота вращения ведомого вала

ω₂ - угловая скорость вращения вала

n₂ = = 258 об/мин

n₁= n₂* i_p

n₁= 258*4 = 1032

Подобрали двигатель АОП2 42-6

n₁= 955 об/мин

P = 4кВт

Уточним передаточное число редуктора

i_p=

i_p= = 3.7

ω₁ =

ω₁= = 100

ω₂=

ω₂= = 27

Определим вращающий момент на ведущем валу

М_вр1=

М_вр1= = 40*10³ Н*мм

М_вр2= М_вр1* i_p

М_вр2= 40*10³* 3.7 = 148*10³ Н*мм

Сведем полученные данные в таблицу

Вал

Ведущий

n₁= 955 об/мин

ω₁= 100 С^-1

М₁= 40*10³ Н*мм

Вал

Ведомый

n₂= 258 об/мин

ω₂= 27 С^-1

М₂= 148 *10³Н*мм

2.2 Расчет поверхности на контактную плоскость.

Подберем материал для шестерни. Сталь 45 – термообработка - улучшенная.

σ_в= 780 Н/мм²; σ_тек = 440 Н/мм²; НВ=230 кГс

Подберем материал для зубчатого колеса. Термообработка - нормализация.

σ_в=570 Н/мм²; σ_тек = 290 Н/мм²; НВ=190кГс

Определим допускаемое контактное напряжение.

σ_H₁ =

σ_H1= = = 441,7

σ_H2 =

σ_H2= = 375

[n_n] - 1,1…1,2

[ KHL] – 1

σ_H= 375

Определим межосевое расстояние.

a_ω = (u+1)

a_ω = (3.7+1) = 4,7 = 4,51 = 4.7 = 4.7*34.4 = 161.7

a_ω = 161,6

По СТС 229 – 75

a_ω = 160

Определим модуль зацепления.

m_n = 0,01* a_ω

m_n₁ = 0,01*160 = 1,6

m_n₂ = 0,02*160 = 3,2

По СТС СЭВ 310 – 76

m_n = 2

Определим суммарное число зубьев.

Ƶ∑ = = = 160

Ƶ₁ = = = 34

Ƶ₂ = Ƶ∑ - Ƶ₁ = 160 – 34 = 126

Определить основные размеры шестерного колеса.

Шестерня:

d₁ =

d₁ = = 68

da₁ = d₁+2mn

da₁ = 68+2*2 = 72

df₁ = d₁ – 2,5*m_n

df₁ = 68 – 2,5*2 = 63

Колесо:

d₂ =

d₂ = = 252

da₂ = d₂ + 2m_n

da₂ = 252+2*2 = 256

df₂ = d₂ – 2,5*m_n

df₂ = 252 – 5 = 247

Определяем ширину колеса.

b₂ = ψ_ва*a_ω

b₂ = 0,2*160 = 32

Определим ширину шестерни.

b₁ = b₂+5мм

b₁ = 32+5 = 37

Определим окружную скорость колес и точности передачи.

ʊ =

ʊ = = = 3.4

Степень точности 8.

Определим силы действующие при зацеплении.

P =

P = = 1176.5 Н

P_r = P_tga

P_r = 0.6*0.36 = 423.5 Н

Проведем проверочный расчет по контактному напряжению.

σ_H =

σ_H₌ = 1.9 = 1.9 =1.9* = 1.9*196.4 = 380

₌ *100% = 0.013 *100% = 1.3%

Перегрузка 1.3%, что в пределах нормы.

2.3 Приблизительный расчет валов.

Выполняется как условный, в цели ориентировочного определения диаметров, при этом обычно определяется диаметр выходного конца вала, а затем по конструктивным соображениям назначают другие посадочные диаметры валов.

Определим диаметр хвостовика ведущего вала:

dхв1=

dхв1= = = = 20.12мм

П о госту округляем до большего

dхв1 = 21 мм

dуп₁= dхв₁+ (2...4мм)

dуп₁= 21+3= 24мм

dп₁ = dуп₁ + (3...7мм)

dп₁ = 24+6= 30мм

dв₁= dп1 + (4...5мм)

dв₁ = 30+4= 34 мм

Если dа₁ <2dn₁ — вал шестеренный

Если dа₁ >2dn₁— шестерня одна

68>60

Изготавливаем шестерню насадную

Определяем диаметр буртика

dδ₁= 34+10 = 44 мм

Определим диаметр хвостовика ведомого вала

dхв₂=

dхв₂= = = = 31.1мм

П о госту округляем до большего

dхв2 = 32 мм

dуп₂ = dхв₂+ (2...4мм)

dуп₂= 32+4= 36мм

dп₂ = dуп₂+ (3...7мм)

dп₂ = 36+4= 40мм

dв₂= dп₂+ (4...5мм)

dв₂= 40+4 = 44мм

Определим диаметр буртика

dδ₂ = dв₂ + (8…10)

dδ₂ = 44+10= 54 мм

2.4 Конструктивные размеры корпуса редуктора.

1) Определим толщину стенки корпуса

δ = 0,025*а_ω+1

δ = 0,025*160 + 1= 5

Принимаем δ = 8мм

2) Определим толщину стенки крышки

δ₁ = 0,02*аω+1

δ₁ = 0,02*160+1= 4,2

Принимаем δ₁ = 8мм

3) Определим толщину верхнего пояса корпуса

b = 1.5δ=12мм

4) Определим толщину нижнего корпуса крышки

b₁ = 1.5δ₁=12мм

5) Определяем толщину нижнего корпуса без крышки

p = 2.35*δ

p =2.35*8 = 18.8

6) Определим ребра основания корпуса

m =1*δ= 1*8= 8мм

7) Определяем ребро крышки

m₁ = 1* δ = 1*8 = 8мм

8) Определим диаметр фундаментных болтов

d₁₁=0,03*a_ω +12= 16.8

d ₁₂=0,036*a_ω +12=17.8

d₁=M20

9)Определим диаметр болтов у подшипников

d₂₁=0,7*d₁=14

d ₂₂=0.75* d₁15

d₂=M16

10) Определим диаметр болтов соединяющих основание корпуса с крышкой

d₃₁=0.5* d₁=10

d ₃₂=0.6* d₁=12

d₃=M10

11) Определим диаметр ступицы зубчатого колеса

d_ст= 1.6*dв₂ = 70.4

12) Определим толщину оборота зубчатого колеса

δ₀=4*m_n = 8мм

13) Определим длину ступицы.

ℓ_ст=1.5*dв₂ = 66 мм

14) Определили толщину диска

с=0.3*в₂ = 9.6 мм

2.5 Первый этап эскизной компоновки редуктора.

Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции — разрез по осям валок при снятой крышке редуктора; желательный масштаб 1 : 1, чертить тонкими линиями.

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию; затем две вертикальные линии — оси валов на расстоянии a_ω = 160 мм.

Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое с валом; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса;

а) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса А₁ = 10; при наличии ступицы зазор берется от торца ступицы;

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А = 

в) принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = ; если диаметр окружности вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от шестерни.

Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников d_п1 = 30 мм и d_п2 = 40 мм

По табл. ПЗ имеем:

Условное обозначение подшипника	d	D	B		Грузоподъемность, кН
	Размеры, мм			C		C₀
206	30	62	16		15.0		10.0
208	40	80	18		25.1		17.8

Решаем вопрос о смазке подшипников. Принимаем для подшипников пластичную смазку. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичной смазки жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца. Их ширина определяет размер у= 10 мм.

Замером находим расстояния на ведущем валу ℓ₁ = 47мм и на ведомом валу ℓ₂ = 47мм.

Принимаем окончательно ℓ₁ = ℓ₂= 47.

2.6 Подбор подшипников в редукторах для обеих опор вала.

Проводят по более нагруженной опоре, при этом принимают подшипники одного типоразмера.

1) Проведем проверку долговечности для ведущего вала

Схема усилий

F_r

2) Определим реакцию опор.

R_x1 = R_x2 = =

R_x1 = = 588.25 H

R_y1 = ( F_r* ℓ₁ + P )

R_y1= (423.5*45+0* ) = 0.0106382978723404*19904.5 = 211.75

R_y2 = ( F_r*ℓ₂ - P )

R_y2= (423.5*45-0* ) = 0.0106382978723404*19904.5 = 211.75

Проверка:

R_y₁+ R_y₂– F_r= 211.75+211.75-123.5 = 0

3) Суммарные значения

F_r1= R₁=

F_r1 = = = =

= = 625.2

F_r2 = R₂= =625.2 H

4)F_э = (XVF_r+ YF )KσK_m

F_э= (1*1*625.2+ 0*0)*1*1.2= 900.288 Н

5) Определим расточную долговечность ведущего вала

L= ( )³

L= ( )³= 16.66³= 4624.08

Ln=

Ln= = 8069948

1) Проведем проверку для ведомого вала

Схема усилий

2) определим реакцию опор

R_x1 = R_x2 = = = 588.25 H

R_y1 = R_y2= 211.75 Н

Проверка

R_y₁+ R_y₂– F_r= 211.75+211.75-423.5 =0

3) Суммарные значения

F_r1= R₁= 625.2 H

F_r2= R₂= 625.2 H

4)F_э = 900.288

5) Определим расточную долговечность ведущего вала

L= ( )³= ( )³=27.88³= 216.71

Ln= = = 14

2.7 Второй этап эскизной компоновки редуктора.

Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.

Примерный порядок выполнения следующий:

Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее

Шестерню выполняем за одно целое с валом.

Конструируем узел ведущего вала:

а) Наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстояние l₁. Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения (можно вычерчивать одну половину подшипника, а для второй половины нанести габариты);

б) Между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающне кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1—2 мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец.

Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники. Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников;

в) Вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной  1 мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем свидетельствует, вырыв на плоскости разъема.

Войлочные и фетровые уплотнения применяют главным образом в узлах, заполненных пластичной смазкой. Уплотнения манжетного типа широко используют как при пластичных, так и при жидких смазочных материалах;

г) Переход вала 40 к присоединительному концу 32 мм выполняют на расстоянии 10—15 мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крышки.

Длина присоединительного конца вала 32 мм определяется длиной ступицы муфты.

Аналогично конструируем узел ведомого вала. Обратим внимание на следующие особенности:

а) Для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки — с другой; место перехода вала от 65мм к 60мм смещаем на 2 — 3мм внутрь распорной втулки с тем, чтобы гарантировать прижатие мазеудерживающего кольца к торцу втулки (а не к заплечику вала!).

б) Отложив от середины редуктора расстояние l₂, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;

в) Вычерчиваем мазеудержнвающие кольца, крышки подшипников с прокладками и болтами;

2.8 Подбор муфт.

Для соединения вала двигателя с ведущим валом редуктора и ведомым валом с валом рабочей части машины принимаем муфты упругие втулочно - нальцевые.

Муфты подбирают по D хвостовика и по величине расчетного момента.

Подберем муфту для ведущего вала.

Lхв₁ = 50 - длина хвостовика ведущего вала.

Подберем муфту для ведомого вала.

Lхв₂ = 80 - длина хвостовика ведомого вала.

2.9 Подбор шпонок.

Для соединения валов с деталями применяют призматические шпонки, изготовленные из стали 45.

Подберем шпонку для хвостовика ведущего вала.