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

Savin_detali_mash

.pdf
Скачиваний:
124
Добавлен:
28.03.2015
Размер:
10.53 Mб
Скачать

Для большинства марок сталей [τ]=12...18 МПа, при этом рекомендуется принимать для быстроходных валов меньшие значения, для тихоходных – бóльшие. Например, при проектировании валов[двухступенчатого] редуктора принимается: для быстроходного вала τ =12 МПа; для промежуточного – [τ]=15 МПа; для тихоходного – [τ]=18 МПа.

Разработка конструкции ступенчатого вала состоит в определении рациональных размеров и количества ступеней в зависимости от функционального назначения вала и размеров уже спроектированных деталей (таблица 3.22).

Таблица 3.22 – Определение геометрических размеров валов

Ступень вала

 

Вал-шестерня

Вал зубчатого

Вал-червяк

Вал-шестерня

и ее параметры d, l

цилиндрическая

колеса

(рисунок 3.9, в)

коническая

 

 

 

(рисунок 3.9, а)

(рисунок 3.9, б)

 

(рисунок 3.9, г)

1-я – под

d1

Определить по формуле (3.1)

 

 

 

 

элемент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l1

l1 = (0,8...1,5)d1

под звездочку; l1 = (1,2...1,5)d1

под

шкив;

открытой

 

 

l1 = (1,0...1,5)d1 – под шестерню или полумуфту

 

 

 

передачи или

 

 

 

 

 

полумуфту

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2-я – под

 

d2

d2 = d1 + 2t

 

 

 

 

 

 

уплотнение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l2

l2 1,25...1,5d2

 

 

 

l2 0,6d4

крышки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с отверстием

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и подшипник

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3-я – под

d3

d3 = d2 +3,2r ;

 

 

 

 

 

 

шестерню,

 

 

в случае d3 da1 принять d3 = da1

 

 

 

 

колесо

 

 

 

 

 

 

 

l3

l3 определить

графически по эскизной компоновке, учитывая, что

 

 

 

 

 

между торцовыми поверхностями должен быть зазор (см. п. 3.5)

 

4-я – под

d4

d4 = d2

 

 

 

d4 = d5 +(2...4) мм

подшипник

 

 

 

 

 

 

 

 

l4

l4 = B

для шариковых и роликовых подшипников;

l4

определить

 

 

 

l4 = T

– для роликовых конических подшипников

графически

 

 

 

 

 

 

 

 

по

эскизной

 

 

 

 

 

 

 

 

компоновке

5-я – упорная

 

d5

Не конструируют

d5 = d3 + 3 f

Не

d5

под

резьбу

или

 

 

 

 

 

или заменить

конструируют

определить

под резьбу

 

 

 

 

 

ступень

 

в

зависимости

 

 

 

 

 

 

распорной

 

от

 

d2

 

 

 

 

 

 

втулкой

 

(следующий

 

 

 

 

 

 

наружным

 

меньший

 

 

 

 

 

 

 

диаметром

 

размер

 

 

 

 

 

 

 

d5

 

стандартной

 

 

 

 

 

 

и

 

резьбы)

 

 

 

 

 

 

 

внутренним

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d3

 

 

 

 

 

 

l5

 

 

 

Определить

 

l5 0,4d4

 

 

 

 

 

 

графически

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

92

 

 

 

 

Примечания

1 Значения высоты буртика t, ориентировочные величины фаски ступицы f и координаты фаски подшипника r определить в зависимости от диаметра ступени d:

d

17…24

25…30

32…40

42…50

52…60

62…70

71…85

t

2

2,2

2,5

2,8

3

3,3

3,5

r

1,6

2

2,5

3

3

3,5

3,5

f

1

1

1,2

1,6

2

2

2,5

93

Таблица 3.23 – Правила проектировочного выбора подшипников

Передача

Вал

 

 

 

 

Тип подшипника

Серия

Угол контакта

Схема установки

 

Цилиндрическая

Б (быстроходный)

При

 

при

Fa = 0 –

радиальные

Средняя

 

С

одной

прямозубая

П (промежуточный)

шариковые

однорядные

при a 200

(легкая)

фиксирующей

и

и косозубая

Т (тихоходный)

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

одной

плавающей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

опорой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

 

Fa

0,25

– радиально-упорные

Легкая

α =11...16°

Враспор

 

 

 

 

 

 

 

(средняя)

для типа 7000;

 

 

 

 

 

 

 

Fr

 

 

 

 

 

 

 

 

шариковые однорядные типа 6000;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

Fa

0,25 – роликовые конические

Легкая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

F

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

типа 7000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коническая

Б, П

Роликовые конические типа 7000 или

Легкая

α =11...16°

Врастяжку

 

 

 

27000 при n

<1500 об/мин

(средняя)

для типа 7000;

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

α = 25...29°

 

 

 

 

 

Радиально-упорные шариковые

 

 

 

 

 

 

типа 46000 при n

1500 об/мин

 

для типа 27000;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

α = 26°

 

 

 

 

Т

Роликовые конические типа 7000

Легкая

Враспор

 

 

 

для типа 46000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Червячная

Б, П

Радиально-упорные шариковые

Средняя

α =11...16°

С

одной

 

 

типа 46000; роликовые конические

 

для типа 7000;

фиксирующей

 

 

 

типа 27000; радиальные шариковые

 

α = 25...29°

опорой

 

 

 

 

однорядные при a >160 мм

 

для типа 27000;

 

 

 

 

 

Конические роликовые типа 7000 или

 

α = 26°

Враспор

 

 

 

 

радиально-упорные шариковые

 

для типа 46000

 

 

 

 

 

типа 36000 приa 160 мм

 

 

 

 

 

 

 

Т

Роликовые конические типа 7000

Легкая

 

Враспор

 

 

94

2 Диаметр d1 выходного конца быстроходного вала,

соединенного с двигателем через муфту, определить по соотношению d1 = (0,8...1,2)d1(дв) , где d1(дв) – диаметр выходного конца вала

двигателя.

3 Диаметры d2 и d4 под подшипник округлить до ближайшего

значения внутреннего кольца стандартного подшипника.

4 Диаметры и длины ступеней (кроме участков под подшипники) округлить до ближайшего стандартного значения из ряда Ra 40.

5 При конструировании валов размеры диаметров и длин ступеней уточняются.

Предварительный выбор подшипников делается на основании расчетного диаметра ступени вала под подшипник. Рекомендации и алгоритм выбора типа подшипника и схемы установки представлены в таблице 3.23.

3.5 Эскизная компоновка редуктора

Следующим этапом проектирования является выполнение эскизной компоновки редуктора. Эскизная компоновка устанавливает положение зубчатых колес и шестерен, элементов открытой передачи и муфты относительно подшипников; определяет расстояния между точками приложения реакций подшипников и сил со стороны рабочих колес, установленных на валу. При выполнении эскизной компоновки рекомендуется придерживаться следующего порядка действий:

1)наметить расположение проекций компоновки в соответствии

скинематической схемой привода и наибольшими размерами колес;

2)провести оси проекций и осевые линии валов: в цилиндрическом и червячном редукторах оси валов провести на межосевом расстоянии друг от друга, при этом в цилиндрическом редукторе оси параллельны, в червячном – скрещиваются под углом 90°, а в коническом – пересекаются под углом 90°;

3)вычертить зубчатую пару в соответствии с геометрическими параметрами, полученными в результате проектного расчета, пример построения зацепления пары см. на рисунке 3.10;

150

4)для предотвращения задевания поверхностей вращающихся колес за внутренние стенки корпуса оставить зазор до внутренней стенки корпуса (рисунки 3.11 − 3.13);

5)вычертить ступени вала на соответствующих осях по размерам, полученным в проектном расчете валов:

a)цилиндрический редуктор: ступени валов вычертить в последовательности от 3-й к 1-й; при этом длина 3-й ступени получается конструктивно, как расстояние между противоположными стенками редуктора;

а

б

в

а – цилиндрическая; б – коническая; в – червячная.

Рисунок 3.10 – Построение зацепления передач

б) конический редуктор: ступени тихоходного вала вычертить последовательно от 5-й к 1-й; при этом длины 5-й и 3-й ступеней вала получаются конструктивно; третью ступень вала с насаженным колесом следует расположить противоположно от выходного конца вала с консольной нагрузкой, что обеспечит более равномерное

распределение сил между подшипниками; в) червячный редуктор: ступени тихоходного вала вычертить

в последовательности от 3-й к 1-й; при этом длина 3-й ступени получается конструктивно, как расстояние между противоположными стенками редуктора;

151

6)на 2-й и 4-й ступенях вычертить контуры подшипников по размерам и в соответствии со схемой их установки (рисунок 3.14);

7)определить расстояния между точками приложения реакций подшипников на валах;

8)определить точки приложения консольных сил.

Примеры выполнения эскизной компоновки типовых редукторов приведены на рисунках 3.11 − 3.13.

а

б

 

а – вид сбоку; б – вид сверху.

Рисунок 3.11 − Пример эскизной компоновки зубчатой цилиндрической пары

152

а

б

 

а – вид сбоку; б – вид сверху.

Рисунок 3.12 − Пример эскизной компоновки зубчатой конической пары

а

б

 

а – главный вид; б – вид сбоку.

Рисунок 3.13 − Пример эскизной компоновки червячной пары

153

а – вал-червяк на радиально-упорных шарикоподшипниках, установленных враспор; б – вал-шестерня коническая

на конических роликоподшипниках, установленных врастяжку; в – тихоходный вал цилиндрического редуктора на радиальных подшипниках, установленных враспор.

Рисунок 3.14 – Определение расстояния между точками приложения реакций в подшипниках

154

3.6 Расчет ременной передачи

Ременные передачи относятся к категории быстроходных передач, и поэтому в проектируемых приводах в большинстве случаев они располагаются перед редуктором. Исходными данными для расчета ременных передач являются мощность на ведущем валу N1 и его частота вращения n1 или условия долговечности ремня. В

разрабатываемых приводах проектируются ременные передачи открытого типа (оси параллельны, вращение шкивов в одном направлении) с ремнями плоского, клинового или поликлинового сечений.

Проектировочный расчет ременной передачи имеет своей целью определить ее геометрические и силовые параметры (рисунок 3.15), а также выбрать тип ремня и размеры его поперечного сечения. Тип ремня проектируемой передачи зачастую задан техническим заданием на курсовой проект, или этот выбор делается студентом на этапе кинематического расчета привода при выборе КПД.

а

б

в

а – сечение плоского ремня; б – клинового; в – поликлинового.

Рисунок 3.15 – Геометрические и силовые параметры ременной передачи

Расчет плоскоременной передачи. При предварительном расчете плоскоременной передачи, когда диаметры шкивов и толщина ремня неизвестны, размеры малого шкива можно приближенно оценить по формуле М.А. Саверина:

D1

= (1100 ÷1300)

N1

,

(3.72)

 

3

n1

 

 

 

 

 

 

где N1 – мощность на ведущем валу, кВт;

n1 – частота вращения ведущего вала, об/мин;

155

D1 – диаметр ведущего (малого) шкива, мм.

После оценки D1, ориентируясь на стандартные значения, следует выбрать окончательный размер шкива.

Рекомендации при проектировании плоскоременных передач: 1) угол охвата на малом шкиве α1 150°;

2) передаточное отношение: u 5 – передача открытая; u 10 –

с натяжным роликом;

 

 

3)

межосевое расстояние: a 2(D1 + D2 )

открытая

передача;

a (D1 + D2 ) – передача с натяжным роликом;

 

 

4)

частота пробегов ремня: U 8(10) 1/с –

открытая

передача

снатяжным роликом;

5)отношение диаметра ведущего шкива к толщине ремня:

D

δ1 = 25 – ремни кожаные, шерстяные, тканевые хлопчато-

бумажные;

 

D1

= 30 – ремни прорезиненные.

 

 

 

 

δ

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее необходимо оценить окружную скорость передачи:

 

 

 

πD n

(3.73)

 

 

υ = 60 1000

 

 

1

1

 

 

и сравнить с допускаемыми значениями υ [υ]= 25 м/с.

 

Определить диаметр ведомого шкива:

 

 

 

D2 = uD1(1ε),

(3.74)

где u – передаточное число ременной передачи, заданное в кинематическом расчете;

ε– коэффициент скольжения: для плоскоременных передач

ε= 0,01; для клиноременных – ε = 0,015...0,02 .

Полученное значение D2 округлить до ближайшего стандартного

значения.

Установить фактическое передаточное отношение uф и проверить его отклонение u от заданного u:

 

d1

u =

 

uф u

 

 

uф =

 

;

 

 

100 % 3 %.

(3.75)

d2 (1 ε)

 

u

156

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]