Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

0353 / сдать / рпз

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
14.02.2023
Размер:
414.84 Кб
Скачать

Рис.8 Крышка

Рис.9 Манжета

5.Расстояния между деталями передачи.

Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор(рис.8) с.48[2]:

a3L+3 3332 +3 10 мм

где L – расстояние между тихоходным и быстроходным валом. Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес(рис.10):

b0 3 a=30 мм

Расстояние между торцовыми поверхностями колес двухступенчатого редуктора: c = (0.3... 0.5) a = 0 .4 10 = 4 мм

Рис 10. Компановка червячного редуктора.

6. Выбор материалов для зубчатых колес.

Для венца червячного колеса Бр05Ц5С5 выбираю (HRC=30, приложение№1), для вала-червяка выбираю Сталь 35ХМ(HRC=49,0, приложение№1)

7 Расчет допускаемых напряжений.

Расчет был выполнен с помощью ЭВМ (см. приложение №1)

8. Расчет межосевых расстояний. Определение размеров зубчатых колес.

Расчет был выполнен с помощью ЭВМ (см. приложение №1)

9.Выбор способов смазывания и смазочных материалов.

Применяю картерное смазывание, т. к. окружная скорость

V =

π n2 d2

=

π 82 340 103

= 2.9 м/сек

30

 

 

30

 

где n2 частота вращения тихоходной ступени, d2=340 мм делительный диаметр

червячного колеса.

Выбираю масло марки И-Г-А-32 с.198 табл. 11.1 и 11.2 [2]. Погружаем в масло колеса обеих степеней передачи(рис.11). Допустимый уровень погружения колеса в масляную ванну:

hm =(4 m...0.25 d2T)=(8...50,8)мм = 22 мм,

где m = 5 мм модуль зацепления, d2T= 203,540 мм делительный диаметр колеса тихоходной ступени (приложение №1).

Рис.13 Уровень масла.

10.Выбор и расчет муфт.

Для передачи момента с вала электродвигателя на входной вал редуктора использую муфту упруго-компенсирующую (рис. 14), таблица 3, с.288[3].

Рис. 14

Расчет подшипников.

10.1 Расчет подшипников на быстроходном валу:

10.2.1 Исходные данные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l1

= 117 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l2

= 114 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l3

= 95 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d2

= 100 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ft2

= 329 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fa2

= 3119.4 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fr2

= 1135 Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.2.2. Радиальные реакции опор от сил в зацеплении в плоскости YOZ

 

ΣM1 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fa2 d2

 

0.5 Fr2 l1 + Ry2 (l1 + l2) = 0

 

 

Ry2

=

 

(Fr2 l1 Fa2 d2

0.5)

=

1135 117 3119.4 100 0.5

= −100.3

H

 

 

 

 

 

(l1

+ l2)

 

 

 

117 + 114

ΣM2 = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fa2 d2

 

0.5 + Fr2 l2 Ry1 (l1 + l2) = 0

 

 

Ry1

=

 

(Fr2 l2 + Fa2 d2

0.5)

=

1135 114 + 3119.4 100 0.5

= 1235.3

H

 

 

 

 

 

(l1

+ l2)

 

 

 

117 + 114

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверка: ΣY = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ry2 + Ry1 Fr2 = −100.3 + 1235.3 1135 = 0

 

 

10.1.3. Радиальные реакции опор от сил в зацеплении в плоскости XOZ

 

ΣM1

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rx2

(l1 + l2)

+ Ft2 l1 = 0

 

 

 

 

 

 

 

Rx2 =

 

 

Ft2 l1

=

 

 

329 117

=

 

166.6 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(l1 + l2)

 

 

117 + 114

 

 

 

 

ΣM2

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rx1 (l1 + l2)

Ft2 l2 = 0

 

 

 

 

 

 

 

Rx1 =

 

 

Ft2 l2

=

 

 

329 114

=

 

162.4 H

 

 

 

(l1 + l2)

 

 

117 + 114

 

 

 

 

 

Проверка: ΣX = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rx1 + Rx2 Ft2

= 162.4 + 166.6 329 = 0

 

 

10.2.4 Суммарная реакция опор:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1246 H

 

 

R1 =

 

 

Ry12 + Rx12

=

 

1235.32 + 162.42

 

 

R2 =

 

 

Ry22 + Rx22

=

 

(100.3)2 + 166.62

= 194.5 H

 

 

10.1.5 Радиальные реакции опор от действия муфты:

 

 

Fk

 

=

Cp

где

Cp =

220 - радиальная жесткость муфты, с.108, табл.7.1 [2];

 

= 0.3 -радиальное смещение валов;

 

 

Fk

 

=

Cp 3

 

 

 

 

= 220 3

 

0.3 = 534.0Н

 

 

 

T2

 

 

531

 

 

ΣM1

= 0

 

 

 

 

+ Rk2 (l1 + l2)

 

 

 

 

 

Fk (l1 + l2 + l3)

= 0

 

 

 

 

Rk2 =

 

Fk (l1

+ l2 + l3)

=

534.0 (117 + 114 + 95)

=

753.0 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l1

+ l2

 

 

 

117 + 114

ΣM2

 

 

 

 

 

 

 

= 0

 

(l1 + l2)

 

 

 

 

 

Fk (l3) Rk1

= 0

 

 

 

Rk1 =

 

Fk (l3)

=

534.0 95

= −219.0 H

 

 

 

(l1 + l2)

 

117 + 114

 

 

Проверка: ΣY = 0

Rk1 + Rk2 Fk = −219.0 + 753.0 534.0 = 0

В дальнейших расчетах направления векторов реакций опор от действия муфты условно принимают совпадающими с направлениями векторов реакций от сил в зацеплении. 10.1.6 Реакции опор для расчета подшипников.

Fr1max = Rk1 + R1

= −219.0 + 1246.0 = 1027 H

с. 116 [2]

Fr2max = Rk2 + R2

= 753.0 + 194.5 = 947.5 H

 

Внешняя осевая сила, действующая на вал,

 

Famax = Fa2 = 3119.4 H

 

 

Для Iн = 2 типового режима KE = 0.56. Вычисляем эквивалентные нагрузки:

 

Fr1m =

KE Fr1max =

0.56

1027 = 575.1 H

 

Fr2m =

KE Fr2max =

0.56

947.5 = 530.6 H

 

Fram =

KE Famax =

0.56 3119.4 = 1746.9 H

 

выбран

подшипник 7209А ГОСТ 27365-87 см. п4 e1 = 0.4 Y1 = 1.5 Y0 = 0.8 α1

= 11

Схема установки подшипников в распор. рис 14

рис 14. Схема установки подшипников в распор.

Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упорных подшипников осевые силы

Fam1 =

0.83 e1 Fr1m =

0.8 0.4 575.1 = 190.9 H

 

 

 

 

с. 121 [2]

Fam2 =

0.83 e1 Fr2m =

0.8 0.4 530.6 = 176.2 H

 

 

 

 

 

Fam2 Fam1и Fa1

0 тогда

 

 

 

 

 

 

 

Fa_1

= Fam2 = 176.2 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fa_2

= Fam1 + Fa2 = 190.9 + 3119.4 = 3310.3 H

 

 

 

 

 

Отношение

Fa_1

 

=

176.16

= 0.33 что меньше e = 0.4

тогда X

1

= 1 Y

1

= 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 Fr2m)

 

 

530.6

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка для подшипников при

 

с. 121 [2]

KБ = 1.4 ; KТ = 1

(t<1000C)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PR1

=

(1 X1 Fr1m + Y1 Fa2) KБ KТ =

(1 575.1 + 0 3119.4) 1.4 = 805.2

 

H

PR2

=

(1 X1 Fr2m + Y1 Fa2) KБ KТ =

(1 530.6 + 0 3119.4) 1.4 = 742.8 H

Для подшипника более нагруженной опоры 2 вычисляем расчетный скорректированный ресурс при

a

= 1

 

a

= 0.6

k =

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

23

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 k

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С1 10

 

10

6

 

 

 

62.7 10

3

3

10

6

 

 

L

:=

a

a

 

 

 

 

 

 

= 0.6

 

 

 

 

 

= 9353879.2 часов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ah

1

23

PR2

 

 

60 n1

 

 

742.84

 

 

60 2820

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетный ресурс больше требуемого. Проверка выполнения условия Prmax С1

Минимально необходимые для нормальной работы радиально-упорных подшипников осевые силы

Fam1 =

0.83 e1 Fr1max =

0.83

0.4

1027 =

341.0H

 

 

 

 

 

Fam2 =

0.83 e1 Fr2max =

0.83

0.4

947.5 =

314.6H

 

 

 

 

 

Т.к.

Fam2 Fam1и Fa1

0 тогда по табл 7.4 с. 112 [2]

 

 

 

 

 

Fa_1

= Fam2 = 314.6 H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fa_2

= Fam1 + Fa2 = 341.0 + 3119.4 = 3460.0 H

 

 

 

 

 

 

Отношение

Fa_2

=

3460.0

= 3.7 что меньше e = 0.4

тогда X

1

= 0.4 Y

1

= 1.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 Fr2max)

 

 

947.5

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка

PRmax = (1 X1 Fr2max+ Y1 Fr2max) KБ KТ = (0.4 947.5 + 1.5 947.5) 1.4 = 2520.3 H

тк расчетный ресурс больш требуемого и выполнено условие PRmax 0.5 С1 то придворительно назначенный подшипник 7209А ГОСТ 27365-87 пригоден.

11 Окончательное конструирование валов.

11.1 Выбор шпонок.

Исходные данные

dв1 := 36 мм - диаметр вала (входной хвостовик)

dв7 := 65 мм - диаметр вала под ступицу зубчатого колеса dв5 := 45диаметр вала (выходной хвостовик)

Выбор шпонки проводится по ГОСТ 23360-78 Парметры выбранных шпонок сведен в таблицу 5

в

t2

h

t1

d

r

lр

l

Рис. 16 Шпоночное соединение

1

Под муфту(хвостовик

36

10

8

5

3,3

40

цилиндрический)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

Под зубчатое колесо

65

16

10

6

4,3

82

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Под звездочку(хвостовик

45

18

11

7

4,4

65

цилиндрический)

 

 

 

 

 

 

 

11.2 Проверка шпонок на смятие:

 

2 T 103

σсмятия =

 

σadm

d (h t1) (l b)

где

h -высота шпонки, мм; t1 -глубина паза вала, мм;

l -длина шпонки, мм; b -ширина шпонки, мм;

для стали

σadm := 120 МПа

 

 

2 T1 103

Хвостовик входной:

σсмятия_1 :=

 

 

 

dв1 (h1 t11) (L1 b1)

 

 

σсмятия_1

=

2 18.2 103

= 11.2 < σadm = 120 МПа

36 (8 5) (40 10)

 

Под зубчатое колесо: σсмятия_2 :=

 

 

 

 

 

2 T2 103

dв7 (h2 t12) (L2 b2)

 

 

σсмятия_2

=

2 531 103

 

= 61.9 < σadm = 120 МПа

65 (10 6) (82 16)

 

Хвостовик выходной:

σсмятия_3 :=

 

 

2 T2 103

 

2 dв5 (h4 t14) (L4 b4)

 

σсмятия_3

=

2 531 103

 

 

= 108.8 < σadm = 120 МПа

2 45 (9 5.5) (45 14)

11.3. Вывод

11.3.1 Парметры выбранных шпонок являются предварительными и могут бытьизменены при дальнейших уточненных расчетах вала ослабленных шпоночным пазом.

11.3.1 Парметры выбранных шпонок являются исходными данными для дальнейших расчетов.

12. Конструирование корпуса редуктора.

Толщина стенки основания и крышки редуктора: L = 116 + 292

б

= 3

 

= 3

 

 

= 7 мм примем б = 8 мм

 

L

116 + 292

 

ос

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ос

 

 

бкр

= бос = 8 мм

 

 

 

Диаметр фундаментальных болтов:

 

 

 

dф = 2 3

 

= 2 3

 

= 14.8 ммпримем dф.

=

18 мм

L

116 + 292

Диаметр болтов: у подшипников

 

 

 

dпод

= 0.7 dф. = 0.7 18 = 12.6 мм

примем dпод

=

14 мм

соединяющих основание с крышкой

 

 

 

dосн

= dпод = 14 мм

 

 

 

Толщина нижнего фланца крышки b1.. = 1.5 бос = 1.5 8 = 12 мм

Толщина рёбер крышки

m1 = 0.8 бос = 0.8 8 = 6.4 мм примем m1 := 10 мм δфл = dпод = 14 мм - толщина фланца по разъему

bфл =

1.5 dпод

= 1.5 14 = 21 мм - ширины фланца без стяжных болтов

δф =

1.5 dф =

1.5 14.8 = 22.3 мм толщина лапы фундаментального болта

примем δф = 20 мм

a = 170 мм - наибольший радиус колеса

Ha = 1.06 a = 1.06 170 = 180.2 мм высота центров цилиндрических редукторов примем Ha = 210 мм

rmin = 0.25 бос = 0.3 8 = 2 мм - радиус сопряжения элементов корпуса 1min = 0.5 бос = 0.5 8 = 4 мм - зазор между торцами зубчатых колес

2min = 0.8 бос = 0.8 8 = 6.4 мм - зазор между торцом колеса и внутренними деталями 3min = 1.25 бос = 1.3 8 = 10 мм - зазор междувершиной большего колеса и стенкой корпуса

13.Расчет валов на прочность

13.1 Быстроходный вал.

14.2 Значение момента в опасном сечении:

T1 = 18 Нм

Расчет сечения №2.

Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластической деформации в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывание предохранительного устройства).В расчете используют коэффициент перегрузки Kп = 2.2

Расчет площади поперечного сечения в опасной точке вала.

A1 =

π dв12

=

π 362

= 1018

(мм2)

4

 

 

4

 

 

Расчет момента сопротивления на изгиб.

W1 =

π dв13

=

π 363

= 4580 (мм3)

32

 

 

32

 

Расчет момента сопротивления на кручение.

1 =

π dв13

=

π 363

= 9161 (мм3)

16

 

 

16

 

Коэффициенты концентраций напряжений выберем из таблицы.

1 = 1.75 -Коэффициент концентрации напряжения по изгибу (значение табличное). kτ1 = 1.5 -Коэффициент концентрации напряжения по кручению (значение табличное). Амплитуда цикла изменения напряжения изгиба

σa1 =

T1

=

18.2

 

= 0.004 (МПа)

W

 

4580.4421

 

 

1

 

 

 

 

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения материал вала- "Сталь углеродистая"

Kd1 = 0.904

Коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности Обработкавала - "Обточка чистовая"

KF1 = 0.905

Коэффициент влияния параметров поверхностного упрочнения без упрочнения Kv1 = 1

Коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваемом сечении при изгибе.

Kσд1

 

1

 

1

 

 

1

 

 

1.75

1

 

 

1

=

 

 

 

+

 

 

1

 

 

=

 

0.9

+

 

1

 

1 = 2.04

K

d1

KF

Kv

 

 

0.91

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

Коэффициент запаса прочности вала по нормальным напряжениям

1 =

 

 

410

 

 

410

 

50561

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 2

=

 

 

 

 

 

 

 

(σa1 Kσд1)

 

 

 

 

 

 

Коэффициент, характеризующий чувствительность материала вала к ассиметрии цикла и изменениям напряжения.

- Углеродистые стали с малым содержанием углерода ψτ2 = 0

Амплитуда цикла перемены напряжения При не реверсивной передаче

τa1 =

T1 103

18.2 103

 

= 2 9160.9 = 1 (МПа)

2Wк1

 

Постоянная составляющая напряжения кручения

При не реверсивной передаче

τм1 =

τa1 = 1

 

Коэффициент снижения предела выносливости при кручении

Kτд1

 

1

1

 

 

 

 

1

 

 

 

1.5

1

 

 

1

 

=

 

 

+

 

 

 

1

 

 

 

=

 

0.9 +

 

 

 

 

1

 

1

= 1.8

K

d1

KF

Kv

1

 

0.9

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент запаса по касательным напряжениям

 

 

 

1 =

 

 

 

 

240

 

 

 

 

=

 

 

 

240

 

 

 

 

= 136.9

 

 

(τa1 Kτд1 + 0 τм1)

 

1 1.8 + 0 1

 

 

Общий запас сопротивления усталости

 

 

 

 

 

 

S1 =

 

1 1

 

=

50561.1 136.9

 

= 136.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 + 12

 

 

 

 

50561.12 + 136.92

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптимальное соотношение:

1.5 < S1 4

 

 

 

 

 

 

13.2 Тихоходный вал. Расчет сечения №1 ослабленного шпоночной канавкой. Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластической деформации в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывание предохранительного устройства).В расчете используют коэффициент перегрузки Kп = 2.2

Расчет площади поперечного сечения в в опасной точке вала.

b2

:= 16

t12 = 6

 

 

 

h2 := 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dв7 = 65

 

 

 

 

 

 

 

 

π dв72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π 652 16 10 = 3238 (мм2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A2 =

 

b2 h2 =

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

2

 

4

 

 

2

 

 

 

 

 

 

Расчет момента сопротивления на изгиб.

 

 

 

 

 

 

W2 =

 

π dв73

 

b2 h2

(2dв7 h2)2

 

 

=

 

π 653

16 10

(2 65 10)2

 

= 24746 (мм3)

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

16 dв7

 

 

32

 

 

16 65

 

Расчет момента сопротивления на кручение.

 

 

 

 

 

2 =

 

 

π dв73

 

b2 h2

(2dв7 h2)2

=

π 653

16 10

(2 65 10)2

= 51707 (мм3)

 

 

 

16 dв7

 

16 65

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

Коэффициенты концентраций напряжений выберем из таблицы.

2 := 1.75 -Коэффициент концентрации напряжения по изгибу (значение табличное).

Соседние файлы в папке сдать
  • #
    14.02.2023414.84 Кб6рпз.pdf
  • #
    14.02.202359.15 Кб6Эпюры валов.cdw