Учебники 80209

KF = 1,02; KFv = 1,25 – коэффициент внутренней динамики нагружения; YF1 и YF2 – коэффициенты формы зуба шестерни и колеса, определяются для прямозубых колёс от числа зубьев z1 и z2 (YF1 = 4,17, YF2 = 3,66); Y – коэффициент наклона зуба, для прямозубых колёс Y = 1.

Если при проверочном расчёте F значительно меньше [ ]F, то это допустимо, так как нагрузочная способность большинства зубчатых передач ограничивается контактной прочностью. В случае когда расчётные превышают допускаемые изгибные напряжения свыше 5%, то необходимо увеличить модуль, пересчитать число зубьев шестерни и колеса и повторить расчёт на изгиб. При этом контактная прочность зубчатых колёс не меняется, поскольку межосевое расстояние аw остаётся неизменным.

Окружная сила в зацеплении

Ft 2Tвх 103 .

dw1

Ft 2 16,2103 900 Н. 36

Напряжение изгиба зубьев колеса

Напряжение изгиба зубьев шестерни

F1 81 4,17 92 Н/мм2, 3,66

Полученные расчётные изгибные напряжения значительно меньше допустимых, что приемлемо. Проверочный расчёт зубчатой прямозубой передачи завершён.

49

7.5 Расчет и конструирование вала

Определим диаметры выходных участков валов редуктора из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях

где [ ] = 20…30 МПа – для всех валов (меньшие величины

– для быстроходных валов, большие для тихоходных валов), Т – вращающий момент на валу, Нм.

Полученные значения dвых округляют до ближайших больших стандартных значений по ряду размеров Ra 40 по ГОСТ 8032-88.

Зная диаметр выходной части вала, можно определить остальные диаметральные и линейные размеры вала. На рисунке 9 представлена типовая конструкция вала одноступенчатого редуктора.

Рисунок 8

7.5.1 Быстроходный вал

Диаметр выходного конца

dвал1 316,2 103 16 мм. 0,2 20

50

Полученный диаметр соответствует стандартному, поэтому оставляем его без изменения.

Диаметр вала под подшипниками качения:

d2= dвал1 + 2t, мм.

Высоту буртика t, а также значения фаски подшипника r и ориентировочную величину фаски ступицы с1 можно определить в зависимостиотдиаметра соответствующей ступени d [9]:

d2= 16 + 2 2 = 20 мм.

Полученное значение диаметра вала под подшипник качения необходимо округлить до ближайшего большего значения из нормального ряда диаметров кратного 5 мм. Окончательно диаметр под подшипник d2= 20 мм.

Для облегчения конструирования изготовим шестерню совестно с валом – вал-шестерня (рисунок 10).

Рисунок 9

Переходной диаметр вала от подшипника до шестерни:

d3 = d2 + 3,2r, мм,

где r – размеры фаски подшипника [9].

d3= 20 + 3,2 1,6 = 25,12 мм.

Диаметры и длины ступеней валов необходимо округлять до ближайших стандартных чисел, определяя диаметр каждой последующей ступени по стандартному значению диаметра предыдущей. Ближайший больший диаметр вала d3 = 30 мм.

51

7.5.2 Тихоходный вал

Диаметр выходного конца тихоходного вала

dвал2 338 103 18,5 мм. 0,2 30

Ближайший больший стандартный диаметр выходного конца вала dвал2 = 19 мм.

Диаметр вала под подшипниками качения:

d2= 19 + 2 2 = 23 мм.

Полученное значение диаметра вала под подшипник качения необходимо округлить до ближайшего большего значения из нормального ряда диаметров кратного 5 мм. Окончательно диаметр под подшипник d2= 25 мм.

Диаметр вала под колесом

d3 = d2 + 3,2r, мм,

где r – размеры фаски подшипника (таблица 17). d3= 25 + 3,2 1,6 = 30,12 мм.

Округляем диаметр до ближайшего стандартного числа d3 = 32 мм.

Для предотвращения смещения ступицы вдоль оси обычно на валу выполняют уступ. Диаметр заплечика

d5 = d3 + 2t1 = d3 + 2(1,5…1,7)с1, мм. d5 = 32 + 2 1,5 1,2 = 35,6 мм

Ближайший больший стандартный диаметр d5 = 36 мм. Линейные размеры вала определяют по эмпирическим за-

висимостям или путем расчета.

Длину вала под ступицей обычно выбирают такой же, как и диаметр ступицы

Lст Dст (1,6…1,8) d, мм,

где d – диаметр вала под ступицей.

52

7.6 Компоновка редуктора

Компоновка редуктора выполняется после завершения прочностных расчетов зубчатых передач и определения диаметров валов на миллиметровой бумаге карандашом в масшта-

бе 1:1 (1:2).

Цели компоновки редуктора: получить минимальные внутренние размеры редуктора; проверка, не накладываются ли валы (зубчатые колеса) одной ступени редуктора на валы (зубчатые колеса) другой ступени; определения расстояния между опорами валов и длин консольных участков; определения точек приложения сил, нагружающихвалы.

Для облегчения составления чертежа можно пользоваться схемой, представленной на рисунке 12 [11].

7.6.1 Размеры, необходимые для выполнения компоновки

Толщина стенки для одноступенчатых цилиндрических редукторов.

δ= (0,025 aw + 1), мм.

δ= (0,025 63 + 1) = 2,575 мм

По литейным требованиям минимальная толщина стенки δmin = 6,0 мм, поэтому выбираем δ= 6 мм [9].

Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора: до боковой поверхности вращающейся части c2 =(1,0…1,2) δ,

c2 =1,0 6 = 6 мм;

до боковой поверхности подшипника качения c1 =(3…5), мм, выбираем c1 =3 мм.

Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев: до внутренней поверхности стенки редуктора c5 = 1,2 δ,

c5 = 1,2 6 7 мм

до внутренней нижней поверхности стенки корпуса c6=(5÷10)т c6=(5÷10) 2 = 10…20 мм

Выбираем c6 =15 мм.

53

Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора

с7 =(5÷8), мм.

Выбираем c7 =5 мм.

Ширина фланцев S, соединяемых болтом диаметром d

S=k+ δ +6, мм,

где k – размер, зависящий от диаметра болтов, соединяющих фланцы [11].

Диаметр болтов

dболт 1,5 δ, мм.

dболт = 1,5 6 = 9 мм.

Выбираем болт М8. Тогда

S=24 + 6 + 6 = 36 мм

Толщина фланца боковой крышки h1= 8 мм. Высота головки болта

h=0,8 h1, мм. h=0,8 8 = 6,4 мм.

Толщина фланца втулки h2= h1, следовательно h2= 8 мм. Габаритные размеры подшипников выбираем без расчёта по внутреннему диаметру [11]. На данном этапе компоновки

выбираются подшипники лёгкой или средней серии. Выбираем:

для быстроходного вала Подшипник 304 ГОСТ 8338-75 (d = 20 мм, D = 52 мм, B = 15 мм);

для тихоходного вала Подшипник 305 ГОСТ 8338-75 (d = 25 мм, D = 62 мм, B = 17 мм).

Используя вычисленные параметры и пользуясь рекомендациями разделов 7.7 и 7.8 формируют сборочный чертёж редуктора. Пример выполнения листа 3 графической части представлен в приложении Г.

55

7.7 Рекомендации по оформлению сборочного чертежа редуктора

Разработка сборочного чертежа редуктора производится в соответствии с ГОСТ 2.109-73. Сборочный чертеж выполняете на чертежной бумаге формата A1 карандашом в масштабе и должен содержать: две проекции редуктора с элементами открытых передач и полумуфтой; размеры, предельные отклонения и другие параметры и требования, которые должны быть выполнены или проконтролированы по данному сборочному чертежу.

1.Изображение. Количество изображений (видов, разрезов и сечений) должно быть наименьшим, но обеспечивающим полное представление об устройстве, взаимодействии его составных частей, сборке и регулировке.

Сборочные чертежи проектируемых редукторов выполняют в двух проекциях с необходимым количеством разрезов и сечений на основании предварительно разработанного чертежа общего вида привода.

2.Размеры. Все размеры на сборочных чертежах (чертежах общего вида) наносят в соответствии с ГОСТ 2.307-68. Линейные размеры и отклонения линейных размеров на чертежах указывают в миллиметрах без обозначения единиц величин. Линейные размеры и предельные отклонения, приводимые в технических требованиях, примечаниях и других надписях на поле чертежа, указывают с единицами величин. Нанесение размерного числа при различных положениях размерных линий (стрелок) на чертеже определяется наибольшим удобством чтения.

Различают следующие размеры, наносимые на проекции чертежа: справочные, габаритные, установочные и присоединительные, посадочные.

а) Справочные размеры на чертежах (размеры, не подлежащие выполнению по данному чертежу и указываемые для большего удобства пользования чертежом) отмечают знаком «*» и в технических требованиях записывают «* Размеры для справок». В тех случаях, когда на чертеже все размеры спра-

56

вочные, их знаком «*» не отмечают, а в технических требованиях записывают «Размеры для справок».

б) Габаритные размеры наносят на крайних положениях редуктора по высоте, длине и ширине с учетом элементов открытых передач и полумуфты; габаритные размеры являются справочными.

в) Установочные и присоединительные размеры: на чер-

тежах общего вида – это размеры, определяющие положение предметов «обстановки» относительно элементов привода; на сборочных чертежах и чертежах общего вида – размеры конструктивных элементов, предназначенных для крепления редуктора и присоединения к нему других элементов привода.

г) Межосевое расстояние aw зубчатых передач; д) Сопряженные размеры:

-диаметры и посадки на валах зубчатых колес, муфт, звездочек, шкивов;

-диаметры и посадки на вал и в корпус подшипников.

3.. Текстовая часть сборочного чертежа (ГОСТ 2.31668). Текстовая часть необходима для лучшего понимания конструктивного устройства изделия, взаимосвязи его составных частей и принципа работы изделия. Текстовую часть помещают на свободном поле чертежа. Допускается размещать текст в две

иболее колонки. Ширина колонки должна быть не более

180...185 мм.

Надписи на чертежах должны быть краткими и точными без сокращений слов, кроме общепринятых. Располагать текст следует, как правило, параллельно основной надписи чертежа.

Текстовая часть сборочного чертежа редуктора содержит характеристику основных параметров зубчатой передачи редуктора и открытой передачи, техническую характеристику

итехнические требования.

а) Таблица основных параметров передач помещается над основной надписью и заполняется: по ГОСТ 2.403-75 – для цилиндрических зубчатых колес.

Содержание таблиц основных параметров передач. Для зубчатой передачи: число зубьев шестерни и колеса z1, z2; мо-

57

дуль зацепления m; ширина шестерни и колеса b1, b2; степень точности передачи (ГОСТ 1643-81 – цилиндрической).

б) Техническая характеристика включает: передаточное число редуктора U; вращающий момент на тихоходном валу T2, Нм; частоту вращения быстроходного вала n1, об/мин.

в) Технические требования помещаются над основной надписью и содержат: указания размеров для справок; требования к покрытию плоскости разъема основания корпуса и крышки редуктора; требования к покрытию внутренних (наружных) необработанных поверхностей; сорт масла для смазывания передачи редуктора.

Техническая характеристика и технические требования должны иметь сквозную нумерацию; каждый пункт записывается с красной строки.

Технические требования размещают над основной надписью. При этом они не должны быть по ширине больше основной надписи.

Заключение

В курсовом проекте по дисциплине «Основы проектирования и конструирования машин» проведен динамический синтез и анализ рычажного механизма. Результаты проектирования дают возможность оценить кинематическую схему механизма по кинематическим и динамическим качествам с тем, чтобы определить направление совершенствования кинематических схем подобных механизмов.

Разработанные таким образом кинематические схемы обеспечивают более экономические в отношении металлоёмкости машины, что является одним из основных требований машиностроения.

При проектировании привода были произведены кинематические расчеты, определены силы; действующие на детали и звенья сборочных единиц, выполнены расчеты изделия на прочность, решены вопросы, связанные с выбором материалов и наиболее технологических форм деталей, освещены вопросы сборки и разборки редуктора в целом.

58