Методички / Курсовое проектирование деталей машин

От оси червяка до внутренней стенки откладывают Dп/2. Окончательно за-

зор 2 назначают с учётом вышеприведенных рекомендаций.

5.Длину консолей определяют по формулам (183) и (184).

6.Расстояния между линиями действия сил и реакций опор L1, L2 и L3

определяют измерением элементов.

1.Вычерчивают оси солнечного колеса и сателлита, располагая их на межосевом расстоянии aw.

2.Вычерчивают контуры сателлита и b da, располагая его на оси. Дли-

на оси сателлита складывается из ширины сателлита b, двух пар зазоров 1 и 2 и

двух толщин щёк δ2.

3.Диаметр оси d определяют из расчёта по изгибающему моменту:

где М - изгибающий момент, Н·м; М = F2h ·L/4;

F2h - сила, действующая на сателлиты, Н (см. п. 12.4);

L – расстояние между опорами водила, мм; L = b + 2·( 1 + 2 ) + δ2; δ2 – толщина щёк, мм; δ2 = 2δ;

[σ] – допускаемое изгибное напряжение, МПа; [σ] = 0,3· σт.

Диаметр оси округляют по стандартам для подшипников.

4.В зависимости от ширины сателлита b назначают один или два под-

шипника сателлита. Наружный диаметр D принимают из возможности проекти-

рования обода сателлита толщиной δ о = 3m. Этому условию соответствует диа-

метр D = m(z - 7).

5.Вычерчивают валы с диаметрами и конструктивными решениями,

принятыми в ориентировочном расчёте.

6.Для выравнивания нагрузки между сателлитами проектируют плава-

ющее солнечное колесо с зубчатой муфтой. На быстроходном валу и на колесе нарезают венцы муфты, которые входят во внутреннее зацепление с корпусом муфты. Делительный диаметр венцов муфты принимают dм = 1,5dбх, корректируя его в соответствии с формулой dм = mмzм, наружный диаметр муфты Dм = dм + 7mм. Ширина венцов муфты bм = (0,2…0,3) dм, длина муфты lм = (0,8…1) dм. Мо-

дуль зубьев муфты может быть равен модулю колёс: mм = m.

7.Назначают зазор между наружным диаметром муфты Dм и внутрен-

ним диаметром пустотелого вала водила 7 = mм (dвд.в = Dм + 27), наружный диаметр вала водила (под подшипником) принимают dвд.н = 1,25 dвд.в и округляют по стандартам для подшипников.

8. Конструктивно принимают радиальные подшипники водила лёгкой серии с зазорами до торца оси водила 1; измеряют расстояние Lh между середи-

нами подшипников.

9.Назначают радиальные подшипники быстроходного вала солнечного колеса с зазором до муфты 1 и расстоянием между их серединами L1 = dбх.

10.Длину консолей назначают по рекомендациям (183) и (184).

19. ПРИБЛИЖЁННЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

Данная методика даёт более достоверные результаты, чем ориентировочный расчёт, так как диаметр вала определяют из расчёта на сложное напряженное состояние при действии крутящего и изгибающего моментов. В данном разде-

ле исходными данными расчёта являются: силы, действующие на колёса, шкивы,

звёздочки и т.д., расстояния между линиями действия всех сил, диаметры колёс.

F

Рис. 36. Аксонометрическая проекция колёс редуктора

Неправильное приложение действующих нагрузок — типичная ошибка при разработке расчётной схемы. Весьма полезна аксонометрическая схема нагруже-

ния валов. На рис. 36 представлена схема двухступенчатого цилиндрического ре-

дуктора, на быстроходном валу которого расположен шкив ремённой передачи.

На шкив действует нагрузка Fr от натяжения ремней. Тихоходный вал редуктора нагружен силой F от цепной передачи. При составлении схем необходимо пом-

нить правила.

1.На колёса и другие детали действуют сосредоточенные нагрузки, ко-

торые заменяют сосредоточенными силами и прикладывают посередине их ши-

рины.

2. Точку приложения сил находят по кинематической схеме привода и схеме нагружения валов. Обратить внимание на точки приложения сил в червяч-

но-цилиндрическом редукторе.

3.На шестерню и колесо действуют силы, равные по модулю, но проти-

воположно направленные.

4.Радиальные силы Fr в зацеплении всегда направлены от точки кон-

такта по радиусу к оси вала.

5.Окружные силы Ft создают вращающие (крутящие) моменты и направлены: на шестерне — против направления вращения, на колесе — по направлению вращения.

6.Осевые силы Fa1 и Fa2 на промежуточном валу направляют в проти-

воположные стороны с целью снижения осевой нагрузки на подшипники. В этом случае шестерня и колесо будут иметь одинаковые направления зубьев (оба левые или правые) в редукторах, выполненных по развёрнутой схеме (рис. 30). В соос-

ных редукторах (рис. 31) они имеют разные направления.

7. Сила, действующая на валы ременной передачи Fr , направлена по межосевой линии в сторону другого шкива. Электродвигатель с ведущим шки-

вом, закреплённым на его валу, располагают так, чтобы уменьшить площадь, за-

нимаемую приводом. Аналогично компонуют цепную и открытую зубчатую пе-

редачу.

8.При угловом расположении открытых передач действующие нагрузки раскладывают по двум направлениям, соответствующим расчётным плоскостям.

9.В планетарных редукторах на валы солнечного колеса и водила дей-

ствует неуравновешенная нагрузка Fпл (см. п. 12.4).

Этапы приближённого расчёта валов.

А. Выполнение эскизной компоновки редуктора.

Б. Составление расчётных схем сил, действующих на вал в двух взаимно-

перпендикулярных плоскостях.

В. Определение реакций опор R в двух плоскостях, радиальных Fr и осевых

Fa нагрузок на подшипники.

Г. Построение эпюр изгибающих моментов M в двух плоскостях и эпюры

крутящих моментов T.

Д. Определение приведенного момента в расчётном (опасном) сечении:

M пр M 2 T 2 , (190)

где — коэффициент, учитывающий соответствие циклов касательного (от крутящего момента Т) и нормального (от изгибающего момента М) напряжений;

при реверсивной работе привода = 1, для нереверсивного привода в предполо-

где 1и — допускаемое нормальное напряжение, для наиболее распростра-

ненных марок сталей 1и = 50...60 МПа; верхнее значение принимают для вала-

шестерни из высокопрочного материала.

Ж. Конструирование вала с окончательным назначением диаметров во всех характерных сечениях вала.

Результаты, полученные из формул (176) и (190), могут оказаться различ-

ными. Предпочтение следует отдавать приближенной методике расчёта как более точной. Вероятно превалирование соображений конструктивного плана.

Пример 17. Выполнить приближённый расчёт промежуточного вала двух-

ступенчатого коническо-цилиндрического редуктора (рис. 37) по исходным дан-

ным примеров 1, 5, 9 и 16. Крутящий момент TII = 84 Н·м. Материал вала сталь

40Х, термообработка – улучшение. Расстояния между линиями действия сил (из эскизной компоновки): l1 = 70 мм, l2 = 60 мм, l3 = 50 мм. Работа нереверсивная.

Параметры передач приведены в табл. 27.

средоточенные моменты:

m1 = Fa1·dm2/2 = 362·171,77/2 = 31090 Н·мм = 31,1 Н·м; т2 = Fa2·d1/2 = 572·65,57/2 = 18753 Н·мм = 18,8 Н·м.

Уравнение моментов сил относительно опоры 1:

M1z 0; R2 z (l1 l2 l3 ) Fr 2 (l1 l2 ) Fr1l1 m1 m2 0 , откуда

R2 z ( Fr 2 (l1 l2 ) Fr1l1 m1 m2 ) /(l1 l2 l3 )

( 956 (70 60) 102 70 31090 18753) /(70 60 50) 928Н.

В направлении XOY действуют силы Ft1 и Ft2 (рис. 37, г), которые для удоб-

ства расчётов совмещены с вертикальной плоскостью. Искомые реакции опор определены аналогично плоскости ZOY из двух уравнений равновесия:

M1x 0; R2 x (l1 l2 l3 ) Ft 2 (l1 l2 ) Ft1l1 0; откуда

R2x (Ft 2 (l1 l2 ) Ft1l1) /(l1 l2 l3 ) 2562 (70 60) 1032 70 /(70 60 50) 2252H.