40

Министерство образования РБ

«Могилевский государственный университет продовольствия»

Кафедра прикладной механики

Методические указания

к курсовому проекту по курсу «Прикладная механика» для студентов технологических специальностей в 2-х частях.

Часть II

Могилев 2006

Рассмотрена и рекомендована к изданию научно-методическим семинаром кафедры «Прикладная механика»

Протокол № ___ от ______ 2006

Составители: Кеворкянц В.А.

Попов В.H.

Рецензент: Покатилов А.Е.

© УО «Могилевский государственный университет продовольствия»

Содержание

				С.
1.	Введение………………………………………………………			4
2.	Валы и опоры…………………………………………………			5
	2.1.	Эскизная компоновка…………………………………..		5
	2.2.	Проверочный (уточненный) расчет валов…………….		15
	2.3.	Пример расчета вала……………………………………		20
	2.4.	Расчет (подбор) подшипников качения……………….		23
	2.5.	Пример расчета подшипников…………………………		28
3.	Смазка………………………………………………………….			30
4.	Муфты…………………………………………………………			33
	4.1.	Общие сведения…………………………………………		33
	4.2.	Подбор муфты…………………………………………..		33
	4.3.	Нагрузка на валы от муфты…………………………….		34

1. Введение

Обилие технических учебников и пособий по курсовому проектированию, тем не менее не восполняют в компактном справочном пособии, пригодном для самостоятельной работы студентов дневного и заочного обучения.

Методические указания к курсовому проекту, разработанные кафедрой, выпускаются в 4-х частях.

В первой части представлена методика расчета передач с необходимыми справочными материалами и примерами.

Во второй (настоящей) части представлены расчеты деталей редуктора, рекомендации и справочные материалы, необходимые для выполнения эскизной компоновки редуктора.

В третью часть методических указаний включена методика расчета на ЭВМ.

В четвертой части представлены рекомендации по выполнению графической части проекта.

2. Валы и опоры

2.1. Эскизная компоновка

Для расчета валов и подбора подшипников необходимо вычислить реакции опор и изгибающие моменты, действующие в различных сечениях валов. Эта задача выполнима при известных расстояниях между плоскостями действия нагрузок и опорами. Для нахождения этих расстояний, на миллиметровой бумаге в масштабе М 1:1 (при больших размерах редукторов М 1:2) выполняется эскизная компоновка.

Для цилиндрических и коническо-цилиндрических редукторов компоновка выполняется в одной проекции – разрез по осям валов при снятой крышке редуктора. Компоновка червячных редукторов выполняется в двух проекциях (разрезы по осям червяка и ведомого вала).

До выполнения эскизной компоновки рекомендуется ознакомиться с конструкцией аналогичного редуктора по атласу и определиться с системой смазки зубчатого зацепления и подшипников.

Для размещения на чертеже шкивов, зубчатых колес, звездочек и подшипников необходимо располагать хотя бы приближенной величиной диаметра посадочной поверхности, поскольку длина ступиц первых и ширина подшипников зависят от диаметра вала. Диаметр вала вместе посадки муфты или зубчатого колеса определяется из расчета на кручение по пониженным допускаемым напряжениям, косвенно учитывая тем самым действие изгибающих моментов:

, (мм) (2.1)

Т – крутящий момент на валу, Нмм;

[τ] – пониженное допускаемое напряжение на кручение:

для быстроходного (ведущего) вала [τ] = 15…20Н/мм²

для промежуточного [τ] = 20…25Н/мм²

для тихоходного [τ] = 25…40Н/мм²

Полученные значения диаметров валов следует округлять до ближайших размеров по ГОСТ 6636–69. Наиболее приемлемые для рассматриваемого случая размеры: 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 42, 45, 48, 50, 53, 56, 60, 63, 67, 71, 75, 80, 81, 85, 90, 95, 100, 110 мм.

Быстроходный вал

Для быстроходного вала по формуле 2.1 определяется диаметр выходного конца вала – d₁. Если вал редуктора соединен с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметр входного участка вала d₁ с диаметром вала электродвигателя d_Э. Расхождение размеров не должно выходить за пределы соотношения d₁ = (0,75…1,2)d_Э. Муфту подбирают по наибольшему из двух диаметров.

Диаметры остальных участков вала назначают из конструктивных соображений.

Диаметр вала под уплотнителем:

d₂ = d₁ + (3…4), мм.

Диаметр вала под подшипником:

d₃ = d₂ + (0,5…1,0), мм, кратный 5 но не менее d₃ расчетного.

Диаметр вала под шестерней:

d₄ = d₃ + (3…5), мм.

При незначительном расхождении d₄ от диаметра шестерни, может быть принято решение выполнить вал за одно с шестерней.

Промежуточный вал

По формуле 2.1 определяется диаметр вала d_к под зубчатыми колесами.

Диаметр вала под подшипником принимается:

d_П = d_К – (0,5…1,0), мм, кратный 5.

Тихоходный вал

Тихоходные валы проектируют в той же последовательности, что и быстроходные. Диаметр выходного конца вала d_В1 определяется по формуле 2.1.

Диаметры остальных участков вала определяются из соотношений:

d_В2 = d_В1 + (3…4), мм.

d_П3 = d_В2 + (0,5…1,0), мм, кратный 5.

d_В3 = d_П1 + (3…5), мм.

По диаметрам шеек вала для обеих его опор (независимо от различия нагрузок) принимаются подшипники одного типа и размера легкой или средней серии. При отсутствии осевой нагрузки предпочтение следует отдавать радиальным шарикоподшипникам, а при наличии осевой силы – коническим роликоподшипникам.

Выполнение эскизной компоновки начинают с нанесения в выбранном масштабе осей валов и изображения контура шестерни и колеса обеих ступеней.

Длины ступиц шкивов, зубчатых колес и звездочек принимаются равными:

L_СТ = (1,2…1,5)d_В, мм

где d_В – диаметр вала под ступицей, мм.

В случае, если длина ступицы окажется меньше ширины зубчатого колеса, то длина ступицы принимается равной ширине зубчатого колеса.

Величины зазоров между зубчатыми (червячными) колесами и внутренними поверхностями стенок корпуса и между торцовыми поверхностями колес смежных ступеней принимаются:

С₁ ≥ 0,6, мм.

С₂ ≥ 0,4, мм. где  – толщина стенки основания корпуса, мм.

 = 0,025a_w + 5 ≥ 6, мм*

где a_w – большее из межосевых расстояний, мм.

Учитывая неровности и возможные неточности положения литой стенки, подшипники размещают на удалении y₁ от внутренней стенки:

y₁ = 3…8, мм.

Большие величины рекомендуется при раздельной системе смазки зубчатого зацепления и подшипника для размещения мазеудерживающего кольца.

По полной аналогии осуществляется построение эскизной компоновки коническо-цилиндрического редуктора (рис. 2.2) и червячного редуктора (рис.2.3). Эскизная компоновка соосного цилиндрического редуктора рассмотрена на с.476[1], с.264[2].

* – более подробно для определения  см. с.155 табл.6.18[5].

Длина ступицы конических и червячных зубчатых колес определяется из соотношения:

L_СТ = (1,2…1,5)d_К – длина ступицы конического зубчатого колеса;

L_СТ = (1,2…1,5)d_В3 – длина ступицы червячного колеса;

Размер ширины Фланца «К» и других элементов корпуса редуктора принимаются по рекомендации табл. 2.1. (рис. 2.4, 2.5)

Таблица 2.1

Размеры элементов корпуса редуктора (рис. 2.4, 2.5)

Наименование	Размеры, мм
Толщина стенки крышки корпуса	1 = 0,9 ≥ 6
Ребра корпуса:
- толщина у основания	l = (0,8…1,0)
- высота	Н = 5
- линейный уклон	2
Диаметр болтов:
- фундаментных	dФ = ≥ 10 Т – крутящий момент на тихоходном валу, Нм.
- стяжных	dС = 0,8 dФ ≥ 8 d’С = (0,7…0,8) dС
Расстояние от оси вала до болтов	l1 = 0,5D1+dС
Расстояние между стяжными болтами	l2 = (10…12)dС
Толщина разъема корпуса:
- толщина	S =1,5 d’С S1 = 1,3 d’С
- ширина	К1 = 3 dС
Фундаментные лапы:
- толщина	S2 = 1,5 dФ
- ширина	К2 = 4 dФ q = К2 + 
Расстояние от наружной стенки корпуса до оси болта	Е = 1,36d d – диаметр болта (винта)