курсовой проект Детали машин / пособие 11

а, б, в - плоскопасової; г - клинопасової; д - роликової.

2.Число пасів (клинів) z - див, табл. 5.6; розміри t, р, f. h - див. додаток 6.

3.Отримані значення dcт, lcт, δ округлити до найближчих з ряду найбільш переважних чисел (см, додаток 1).

Особливості конструювання шківів.

Обід. Зовнішня поверхня обода шківа плоско пасової передачі має форму кругового циліндра (рис. 9.61, а). У швидкохідних передачах зовнішню поверхню ободу одного або двох шківів слід виконувати сферичною (рис. 9.61, б) або з двома конусами (рис. 9.61, в). При цьому пас краще фіксується на шківах і не злітає з них під час роботи передачі. Величину опуклості і приймають за табл. 9.20.

Маточина. Варіанти розташування маточини по відношенню до ободу, наведені на рис. 9.62. можуть бути застосовані до шківів будь-якого типу пасової передачі (див. рис. 9.19). При цьому слід врахувати, що, так як шківи у проектованих приводах встановлюють на вихідні кінці валів редуктора консольно, то для зменшення згинального моменту цієї ділянки вала їх потрібно розташовувати якомога ближче до опори.

Рис. 9.62. Конструкції маточини шківа: а - виступаюча з одного торця ободу; б - укорочена з одного торця ободу, в-укорочена з обох торців ободу; г

- виступаюча з одного і укорочена з іншого торця ободу

Тa6лиця 9.20.

Стріла опуклості е шківів плоскопасової передачі, мм

Диск. Шківи з діаметром d ≤ 350 мм виконують з суцільним диском або з диском, що має отвори для зменшення маси та зручності транспортування У шківах з діаметром d> 200 мм для зменшення згинального моменту консольної ділянки вала диск можна виконати конусним.

3. Конструювання зірочок роликових ланцюгів. Зірочки виконують із сталей 40 і 45 по ГОСТ 1050-88 або 40Л і 45Л за ГОСТ 977-88. Конструкція

192

зірочок розробляється з урахуванням стандартів на профіль зубців і поперечного перетину ободу за ГОСТ 591-69 (рис 9.63,табл. 9.21).

Особливості конструювання зірочок.

Обід і диск. Форму поперечного перерізу ободу вибирають залежно від співвідношення товщини диска С і діаметра ободу Dе (рис. 9.64). Так, при малому С і великому Dе доцільним є виготовлення методом зварювання (рис. 9.64г); при великому С і Dе ≤ 200 мм вигідна форма суцільного диска або диск з отворами, які дозволяють економити метал (див. рис. 9.64 а, б); можливість замінити тільки диск при зносі зубів (рис. 9.64, в) використовується при Dе> 200 мм.

Маточина. Положення маточини щодо диска з ободом приймається з конструктивних міркувань, але при цьому треба враховувати те, що зірочка в проектованих приводах установлюється на вихідний кінець тихохідного вала редуктора консольно, то для зменшення згинального моменту цієї ділянки валу її потрібно розташовувати якомога ближче до опори.

Рис 9.63. Конструкція зірочок роликових ланцюгів.

193

Примітки: 1. Діаметри dd Dе dі крок ланцюга р і число зубців зірочки z - див. табл 4.9а.

2. Розміри d3; b3;h - див. додаток 7

а) б) в) г) Рис. 9.64. Конструкції зірочок втулково-роликових ланцюгів -.

а - без проточок на диску, б - з проточками на диску, в - зі знімним ободом; г - з приварним ободом

194

4. Встановлення елементів відкритих передач на вал

а) Сполучення з валом. Елементи відкритих передач садять на циліндричні або конічні посадкові поверхні вихідних валів. Для передачі обертаючого моменту використовують шпонкові з'єднання . При установці елементів відкритих передач на циліндричні кінці валів застосовують посадки: при нереверсивній роботі без поштовхів і ударів - Н7/к6 при нереверсивний роботі з помірними поштовхами - Н7/m6 (n6),

при реверсивній роботі з великими поштовхами і ударами - Н7/n6 (р6)

б) Осьова фіксація і осьове кріплення. Залежить від конструкції вихідного кінця валу , положення маточини щодо обода елементу відкритої передачі, а також від відношення довжини маточини lст до її внутрішньому діаметру d -

lст/d.

Посадка на циліндричний кінець валу. При відносно довгій,

односторонній виступаючій маточині (lст/d ≥ 0,8) деталь фіксують настановним гвинтом (див. рис. 9.64,б). При двосторонній виступаючій маточині і відношенні lст/d = 1 ... 1,5 деталь фіксують з торця валу шестигранною гайкою і стопорною шайбою з носком (див. рис. 9.15), круглою шліцьовою гайкою і стопорною багатолапчаcтою шайбою (див. рис. 9.18) або кінцевою шайбою (див. рис. 9.17). Протилежний торець маточини впирається в подушку між 1-ю і 2-ю ступенями валу або в розпірну втулку між підшипником і маточиною деталі (див. рис. 9.14). У цьому випадку повинен бути передбачено зазор С між бортиком валу і торцем втулки.

Посадка на конусний кінець валу. При великих навантаженнях, роботі з поштовхами, ударами і при реверсивному режимі роботи з частими пусками і зупинками переважно встановлювати колеса і інші деталі на конусні кінці валів, незважаючи на велику складність їх виготовлення. При цьому для створення натягу осьова фіксація здійснюється з торця валу гайкою і стопорною шайбою з носком; круглої шліцьової гайкою і стопорною багатолапчастою шайбою; кінцевою шайбою . При посадці деталі на кінцевій ділянці валу не можна опирати її в подушку валу, тому що при цьому не може бути гарантовано необхідний натяг.

195

10. ПЕРЕВІРОЧНІ РОЗРАХУНКИ Мета: 1. Виконати перевірочні розрахунки стандартних виробів: шпонок і

стяжних гвинтів (болтів) підшипникових вузлів та муфт.

Після завершення конструктивного компонування редуктора, коли визначені і уточнені остаточні розміри всіх його деталей, деталей відкритої передачі і муфти, обраний режим змащення зачеплення, підшипників, проводять ряд перевірочних розрахунків, які повинні підтвердити правильність прийнятих конструкторських рішень.

10.1 Вибір і розрахунок шпонкових з’єднань.

Шпонки призначаються для передачі крутного моменту від вала до маточини деталі (зубчастого колеса, шківа і та. інш.) або, навпаки, від маточини до вала. В окремих випадках крім передачі крутного моменту шпонки фіксують насаджені на вал маточини в осьовому напрямку. Основні типи шпонок стандартизовані і підбираються по таблицях стандарту залежно від діаметра вала (див. табл. 10.1). Шпонки виготовляють зі сталі Ст5, Ст6; 45; 50; 55; 60 і інших більше міцних марок з межею міцності σв=590 МПа, що набагато в деяких випадках перевищує межу міцності матеріалів з яких виготовляються насаджені на вал деталі.

Таблиця 10.1.

196

Тм

Тв

Рис. 10.1. Розрахункова схема для шпонкового з’єднання

Тому з'єднання, які здійснюються за допомогою призматичних або сегментних шпонок, перевіряють на зминання робочих поверхонь шпонкового пазу маточини (рис. 9.1) по формулі

де Ft – окружна сила ;

Sсм - розрахункова площа зминання паза в маточині; Т - обертальний момент;

t2 - глибина паза маточини;

lр - робоча довжина призматичної шпонки;

[σсм] - допустима напруга зминання: при чавунних маточинах, [σсм] = 60...90 МПа; при сталевих маточинах [σсм]=100... 150 МПа. Менші значення допустимих напруг зминання, приймають при передачі нерівномірних або ударних навантажень.

При проектуванні відповідальних з'єднань призматичну і сегментну шпонки крім зминання перевіряють також на зріз:

197

[τср] = 60... 100 МПа; менші значення приймають при нерівномірному або ударному навантаженні.

Довжина шпонки повинна бути на 3...10 мм менше довжини маточини деталі, яка насаджується на вал.

10.2. Приклад розрахунку шпонкового з’єднання

Обрати за ГОСТом призматичну шпонку і перевірити шпонкове з’єднання на міцність при умові, що діаметр вала d = 32мм , довжина маточини колеса

L = 50мм ,обертальний момент, що передається шпонковим з’єднанням Т = 200Н × м , матеріал вала – Сталь 45, матеріал маточини колеса – 40Х.

Згідно з діаметром вала і довжини маточини колеса приймаємо за ГОСТом 23360-78 (СТ СЭВ 189 -75) призматичну шпонку 10х8х45. Приймаємо для шпонки Сталь 45.

Перевіримо з’єднання на зминання:

τср =12,5МПа < [τср ]= 80МПа

Умова виконана.

10.3 Вибір і розрахунок муфт.

Багато муфт, які застосовуються в машинобудуванні, стандартизовані. Стандартизовані муфти, як правило, не розраховують, їх підбирають по відповідних таблицях довідників залежно від діаметра вала, переданого моменту і кутової швидкості. У відповідальних випадках муфти, підібрані по таблицях довідників, потребують перевірочного розрахунку.

При проектуванні нових муфт конструктивні розміри елементів муфти визначають розрахунком. Підбор і розрахунок муфт ведуть не по номінальному, а по так званому розрахунковому моменті Тр, який визначається зі співвідношення

Tp = k p ×T

де kp- коефіцієнт режиму роботи, визначається по табл. 10.2; Т - номінальний обертаючий момент, що відповідає сталому режиму роботи машини при постійні потужності і кутової швидкості.

198

Приклад розрахунку втулочно-пальцевої муфти

Підібрати пружну втулочно-пальцеву муфту для з'єднання вала електродвигуна з валом редуктора, що служить для привода скребкового транспортера, при: а) Р = 7,5 кВт, n=1440 хв-1.

Зробити перевірочний розрахунок гумових втулок муфти. Рішення: 1. Визначаємо номінальний момент, переданий муфтою:

Т= 9,55Р / n = 9,55×7,5×103 /1440 = 49,8H × м .

2.Обчислюємо розрахунковий момент, приймаючи по табл. 10.2 коефіцієнт режиму роботи kp = 2,0:

Тр = k р ×Т = 2× 49,8 - 99,6Н .

3.По табл. 10.3 (ГОСТ 21424—93) вибираємо муфту, для якої розрахунковий

допустимий момент [Тр] = 250 Н·м. Муфту менших розмірів прийняти не можна, тому що діаметр вала електродвигуна d=38 мм, а попередня менша муфта призначена для з'єднання валів діаметром 28 мм (див. табл. 10.3).

Розміри обраної муфти наступні :D1 = 100 мм; Lp=28мм; dп= 14 мм, число пальців z= 6.

4. Перевіряємо гумові втулки на зминання поверхонь їхнього стикання з пальцями:

σ см = Ft / Sсм = Ft / lп × dп £ [σ см ]

де Ft-окружна сила, передана одним пальцем;

Ошибка! Ошибка связи.t = Тp/(0,5D1z) = 99,6/(0,5·100·10-3·6)=332 H;

σсм = Ft/( lп·dп) =332/(28·14) = 0,847 МПа £ [σ см ],

Умова виконується, допустима напруга на зминання гуми [σ см ]= 2,0 МПа.

Таблиця 10.2.

Значення коефіцієнтів режиму роботи

199

Пружні втулочно-пальцеві муфти (за ГОСТ 21424-93)

200