Детали машин. Методички к курсовому проекту / ПРИМЕР ПОЯСН ЗАПИСКИ
.pdf
Схемы нагружения и стыка редуктора с размерами даны на рисунке 3.1
Рисунок 3.1 Расчетная схема стыка.
Внешняя нагрузка на редуктор: TБ = 63,1 Н м; TT = 928 Н м; FM = 5275 H; FP = 818 H.Болты (с. , таблица 2.4): М16, d1 = 13,835 мм; количество z = 4; диаметр отверстия под болт d0 = 18 мм.
Длины, необходимые для расчета, взяты с чертежа редуктора. Собственной массой редуктора пренебрегаем в запас прочности.
Нагрузка на стыке: Fx = 0; Fy = FM = 5275 H; Fz = FP = 818 H (сжимающая);
Mx = TT + FP(0,255 + 0,032) = 928 + 818 0,287 = 1163 Н м; My = TБ = 63,1 Н м; |
|
||||||||
Tz = FМ(0,08 + 0,062) = 5275 0,142 = 749 Н м |
|
|
|||||||
|
Под действием Fy и Tz происходит сдвиг в плоскости стыка; |
|
|
||||||
Mx, My, Fz вызывают отрыв (сжатие) стыка перпендикулярно его плоскости. |
|
||||||||
|
Наиболее нагруженный болт № 2. |
|
|
|
|||||
|
Внешние усилия в зоне наиболее нагруженного болта [8, c.113]: |
|
|
||||||
|
F = 103T |
z |
/ (z ), |
|
|
|
|||
|
Tz |
|
|
|
|
|
|
|
|
где = (x 2 + y |
2)1/2 = (1052 + 2252)1/2 = 248 мм – расстояние от центра масс |
|
|
||||||
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
стыка О до оси болта № 2; |
|
|
|
||||||
|
FTz = 103749 / (4 248) = 755 Н ; |
|
|
|
|||||
|
FFy = Fy / z = 5275 / 4 = 1319 Н; |
cos = x1 / = 105 / 248 = 0,4274; |
|
|
|||||
|
Сдвигающая сила, приходящаяся на болт № 2 (рисунок 3.1): F = (F |
2 |
+ |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Tz |
|
+ F |
2 +2F |
Tz |
F |
Fy |
cos )1/2 = (7552 + 13192 |
+ 2 755 1319 0,4274)1/2 = 1778 H; |
|
|
|
|
Fy |
|
|
|
|
|
|||
FFz = Fz / z = 818 / 4 = 205 H (сжимающая сила);
41
FМx = 103Mx / (4y1) = 1031163 / (4 225) = 1292 H; FМy = 103My / (4x1) = 10363,1 / (4 105) = 150 H.
Отрывающая сила в зоне болта № 2:
F = FМx + FМy – FFz = 1292 + 150 – 205 = 1237 H.
Усилия предварительной затяжки: а) на сдвиг:
Fзат1 = k1 F / (if ) – FFz = 1,5 1778 / (1 0,15) – 205 = 17575 H,
где k1 = 1,5 – коэффициент запаса сцепления на сдвиг (k1 = 1,5...2);
i = 1 – число стыков в соединении; f = 0,15 – коэффициент трения на стыке;
б) на отрыв :
Fзат2 = k2(1 – )[ – Fz + 103Aст (Mx / WстX + My / WстY)] / z ,
где k2 = 2 – коэффициент запаса на отрыв: при F– const (k2 = 1,5...2);= 0,25 – коэффициент внешней нагрузки при жестком стыке;
WстX = IстX / ymax , WстY = IстY / xmax – моменты сопротивления стыка изгибу (приближенно, ввиду малости влияния отверстий d0 под болты, допуска-
ется вычислять без их учета): |
|
|
|||||
|
IстX = 2bl3/ 12 = bl3/ 6 = 60 5103/ 6 = 1326,5 106 мм4, |
||||||
|
ymax = 255 мм, |
WстX = 1326,5 106/ 255 = 5,2 106 мм3; |
|||||
I |
= 2(b3l / 12 + bl x |
2) = bl(b2/ 6 +2x 2) = 60 510(602/ 6 +2 1052)=18,4 106 мм4; |
|||||
стY |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
xmax = 125 мм |
|
|
WстY = 18,4 106/ 125 = 0,147 106 мм3; |
|||
|
A = 2bl = 2 60 510 = 61,2 103 мм2 – площадь стыка; |
||||||
|
ст |
|
|
|
|
|
|
|
Fзат2 = 2(1 – 0,25)[– 818 + 61,2 (1163 / 5,2 + 63,1/ 0,147)] / 4 = 14677 H |
||||||
|
Так как Fзат1 Fзат2 , то дальнейший расчет проводится с учетом Fзат1. |
||||||
|
Расчетная сила на оси болта : |
|
|
||||
|
FБ = 1,3 Fзат1 + F = 1,3 17575 + 0,251237 = 2315 Н. |
||||||
|
Расчетное допускаемое напряжение на разрыв болта |
||||||
|
[ ]' |
= 4 F |
Б |
./ ( d 2) = 4 23157/ ( 13,8352)=154 МПа |
|||
|
Р |
|
|
1 |
|
|
|
|
Требуемая величина предела текучести |
' |
= [ ]'[s], |
||||
|
|
|
|
|
|
Т |
Р |
где [12, c.16] [s] = 2200k / [900 – (70000 – FБ)210–7] = 2200 1/ [900 – (70000 – |
|||||||
–23157)210–7] = 3,23 – коэффициент безопасности при неконтролируемой |
|||||||
затяжке. |
Тогда |
' = 1543,23 = 497 МПа. |
|
|
|||
|
|
|
|
|
Т |
|
|
|
Исходя из ', принимаем класс прочности болтов 6.8, для которого |
||||||
|
|
Т |
|
Т |
|
|
|
Т = 480 МПа |
( Т = 3,5% [ Т] = 5% , что допустимо). |
||||||
Потребное усилие рабочего при затяжке гаек стандартным ключем:
Fраб = Fзат / 70 = 17575 / 70 = 251H,
что в пределах допустимого [Fраб] = 200...300 H. Таким образом, назначаем [7, c.437]
БОЛТ М16–6g 55.68.016 ГОСТ 7796–70, где длина (l = 55 мм)
42
определена по чертежу общего вида привода.
4.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1Энергетический и кинематический расчеты приводов: Метод. указания по дисциплине “ Детали машин “ для студентов машиностроительных спец. всех форм обучения / НГТУ; Сост.: А.А. Ульянов.- Н.Новгород , 2000. – 27 c.
2Зубчатые и червячные передачи. Ч.I: Проектировочный расчет: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т.Крюков.- Н.Новгород, 2000.- 31c.
3Зубчатые и червячные передачи. Ч.II: Проверочный расчет. Силы в зацеплениях: Метод. указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т.Крюков.- Н.Новгород, 2001.- 24 с.
4Зубчатые и червячные передачи. Ч.III: Примеры расчетов: Метод. указания
ккурсовому проекту по деталям машин для машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Ю.П.Кисляков, Л.Т.Крюков, М.Н.Лукъянов.- Н.Новгород, 2001.- 31с.
5Ременные передачи. Ч.I: Методика расчета: Метод. указания по дисциплине “Детали машин” для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Н.В.Дворянинов, Ю.П.Кисляков. Н.Новгород, 1999.- 31 с.
6Ременные передачи. Ч.II: Примеры расчета: Метод. указания по дисциплине “Детали машин” для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Н.В.Дворянинов, Ю.П.Кисляков.- Н.Новгород, 1999.-16 с.
7Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.- М.:
Высш. шк., 2001.- 447 с.
8Решетов Д.Н. Детали машин.- М.: Машиностроение, 1989.- 496 с.
9Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование.- М.:
Высш. шк., 1984.- 336 с.
10Подбор подшипников качения: Метод. указания по дисциплине “Детали машин” для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов.- Н.Новгород, 1993.- 33 с.
11Иванов М.Н. Детали машин.- М.: Высш. шк., 1998.- 383 с.
12Соединения: Метод. указания к домашней работе по дисциплине “Детали машин” для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов, Н.В.Дворянинов, Ю.П.Кисляков.- Н.Новгород, 1998.- 23 с.
13Правила оформления пояснительных записок и чертежей: Метод. указания по дисциплине “Детали машин” для студентов всех спец. и форм обучения / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов и др.- Н.Новгород, 2000.- 35 с.
43
Содержание |
|
Предисловие .............................................................................. |
3 |
Содержание проекта ............................................................ |
5 |
Техническое задание ……………………………………….... 6 |
|
1Техническое предложение ………………………………..... 8
1.1Введение …………………………………………….………. 8
1.2Энергетический и кинематический расчеты привода ..…... 8
1.3Проектировочный расчет зубчатых передач редуктора …. 11
1.4Предварительный расчет диаметров валов ………………. 16
1.5 Расчет ременной передачи ………………………………… 16
1.6 Подбор муфт ………………………………………………... 21
2Эскизный проект …………………………………………..... 21
2.1Основные параметры привода …………………………….. 21
2.2Проверочный расчет зубчатых передач редуктора ………. 22
2.3Конструкция зубчатых колес ……………………………… 27
2.4Конструктивные элементы редуктора ……………………. 28
2.5Смазка зацеплений и подшипников ………………………. 28
2.6Усилия в передачах ……………………………………….... 30
2.7 Проверочный расчет валов на изгиб и кручение ………… 32
2.8Подбор подшипников качения …………………………….. 36
2.9Расчет шпоночных соединений ……………........................ 36 3 Технический проект ……………………………………….... 39
3.1Проверка опасного сечения тихоходного вала на долговечность ………………………………………….…… 39
3.2Расчет болтов крепления редуктора к раме ………………. 40 4 Список использованных источников …………………. 43
44