- •Кафедра прикладной механики и основ конструирования. Курсовой проект
- •1. Исходные данные:
- •Кинематическая схема ленточного транспортёра
- •2. Энергетический расчет привода:
- •3. Кинематический расчет привода:
- •4. Расчет открытой поликлиноременной передачи: Исходные данные для расчета принимаем:
- •5. Конструирование шкивов поликлиновой передачи:
- •6. Расчет закрытой конической прямозубой зубчатой передачи:
- •7. Конструирование конических зубчатых колес:
- •8. Расчет и конструирование валов
- •Для возможности установки колеса на вал принимаем по таблице 1.2 [5]
8. Расчет и конструирование валов
8.1. Диаметр конца быстроходного вала:
;
где МПа;
мм.
8.1.1. Согласно ГОСТ 12080—66 фактический диаметр конца быстроходного вала принимаем:
d2 = 28 мм.
8.2. Приближенный расчет вала
8.2.1.
Рассчитываем вал конического прямозубого редуктора, если крутящий момент на ведомом валу М2 = 93,33 Нм, сила в зацеплении конических зубчатых колес:
Ft1 = Ft2 = 1221,45 Н;
Fr1 = Fa2 = 425,14 Н;
Fr2 = Fa1 = 130 Н.
Размеры колес:
b = 26 мм;
dm2 =,155,6 мм.
8.1. Для изготовления вала принимаем сталь 35 с пределом прочности В = 510 МПа.
8.2. Допускаемое напряжение на изгиб:
;
Где
коэффициент запаса прочности; ;
коэффициент концентрации напряжений;
8.3. Допускаемое напряжение на кручение:
8.4. Делаем эскизную компоновку редуктора и определяем его основные размеры:
8.4.1. толщина стенки корпуса редуктора:
8.4.2. зазор между торцами колес и стенкой редуктора:
8.4.3. расстояние от середины колеса до стенок редуктора:
8.4.4. расстояние между серединами подшипников:
8.4.5. эскизная компоновка редуктора:
8.5. Строим схему сил, действующих на валы редуктора:
8.6. Строим расчетную схему сил, действующих в вертикальной плоскости и эпюру:
8.7. Определяем реакции на опорах от сил в вертикальной плоскости:
8.8. Определяем изгибающие моменты от сил, действующих в вертикальной плоскости:
слева ;
По найденным значениям строим эпюру изгибающих моментов.
8.9. Строим расчетную схему сил, действующих в горизонтальной плоскости, эпюра изгибающих моментов, эпюра крутящих моментов и эпюра суммарных изгибающих моментов:
8.10. Определяем реакций на опорах от сил, действующих в горизонтальной плоскости:
.
Проверка:
8.11. Определяем изгибающие моменты от сил, действующих в горизонтальной плоскости:
слева:
8.12. Строим эпюру крутящего момента: Т = 364Нм.
8.13. Суммарные изгибающие моменты:
слева:
8.14. Эквивалентные моменты:
слева:
8.15. Определяем диаметр вала:
в сечение 1 – 1:
Для возможности установки колеса на вал принимаем по таблице 1.2 [5]
;
в сечение 2 – 2:
Принимаем диаметр подшипника ;
8.16. Определим диаметр звездочки:
Принимаем
8.17. Расчетаем диаметр на ведущем валу:
, где
крутящий момент:
допускаемое напряжение.
Принимаем диаметр ведущего вала d = 45мм.
9. Подшипники качения.
9.1. Суммарные реакции на опорах:
9.2. Осевая нагрузка:
Fa1 = 414 H;
Fa2 =2131Н.
9.3. Диаметр вала под подшипники:
ведущего d1 =45мм;
ведомого d2 = 85мм.
9.4. Принимаем подшипник шариковый радиальный однорядный по таблице 2.1[5] ГОСТ8338 – 75:
быстроходный вал – особо легкая серия №109;
тихоходный вал – средняя серия №417, для которого динамическая грузоподъемность С = 136000Н, статическая грузоподъемность СО = 138000Н.
9.5. Вычисляем параметр осевого нагружения:
и находим интерполяцию по таблице 2.6[5] е = 0,21.
9.6. Определяем осевые составляющие от радиальных нагрузок:
9.7. Вычисляем результирующие осевые нагрузки на подшипниках. Приняв схему установки подшипников «враспор», получим направление осевой составляющей правого подшипника, совпадающее с направлением внешней осевой нагрузки. Поэтому левая опора будет иметь номер1, а правая – номер2.
Получаем:
S1 = SA =927,57Н; Схема нагружения:
S2 = SB =779,94H;
Fa2 =2131H;
S1 S2 S1 – S2 =927,57 – 779,94=147,63H ;
Fa2 S1 – S2 ;
и по таблице 2.8[5] определяем:
Fa1 = S1 =928H;
Fa2 = S1 + Fa2 =928 + 2131 =3059H.
9.8. Уточняем параметр осевого нагружения :
интерполяцию по таблице 2.6[5] е = 0,2.
9.9. Определяем коэффициенты радиальной и осевой нагрузки:
, где
коэффициент вращения; ;
радиальная нагрузка.
определяем по таблице 2.6[5]: X1 = 0,56; Y1 = 2,2;
определяем по таблице 2.6[5]: X2 =0,56; Y2 =2,2.
9.10. Вычисляем эквивалентные нагрузки на подшипники:
, где
коэффициенты радиальной и осевой нагрузок;
коэффициент безопасности; ;
температурный коэффициент; .
9.11. Определяем долговечность подшипника для более нагруженной опоры:
, где
динамическая грузоподъемность подшипника;
эквивалентная нагрузка;
показатель степени; ;
Расчетная долговечность выбранного подшипника находится в рекомендуемых пределах.
10.Муфты.
10.1 Расчетный крутящий момент:
, где
крутящий момент, передаваемый валами;
коэффициент режима работы; .
10.2. Выбираем тип 1 и исполнение 2.
10.3. Муфта кулачково-дисковая и ее размеры определяем по таблице 3.3[5]:
Муфта типа 1 с номинальным крутящим моментом [T] = 2500Нм, диаметр посадочного отверстия в одной втулке d =70мм, исполнение 1, D = 290мм L = 305мм, l = 140мм, [n] = 2с-1 и диаметром посадочного отверстия в другой втулке d1 = 75мм, исполнения 2, D = 290мм; L1 = 235мм; l1 = 105мм, [n] =2c-1.
10.4. Обозначения:
Муфта 1 – 2500 – 70 – 1 – 75 – 2 ГОСТ20720 – 81.
11. Шпоночное соединение.
Шпонки принимаем призматические.
Шпонка на колесе – призматическая шпонка исполнения 1, размерами b= 28мм,
h = 16мм, l = 110мм, d = 97мм, t1 = 10мм, t2 = 6,4мм:
Шпонка 28х16х110 ГОСТ 23360 – 78.
Шпонка под муфту – призматическая шпонка исполнение 1, размерами b = 20мм, h = 12мм, l = 70мм, d = 70мм, t1 = 7,5мм, t2 = 4,9мм:
Шпонка 20х12х70 ГОСТ 23360 – 78.
Библиография
1) Методические указания к курсовому проектированию: «Энергетический и кинематический растет привода».
Составили:
А. С. Сметанин, доц. техн. наук;
Н. И. Дундин, ст.преп., канд. техн. наук;
Н. Н. Костылева, ассист.
2) Методические указания к курсовому проектированию: «Расчет и конструирование передач с гибкой связью».
Составили:
Е. А. Богданов, доц., канд. техн. наук;
В. А. Клюев, доц., канд. техн. наук;
А. С. Сметанин, доц., канд. техн. наук.
3) Пособие к курсовому проектированию: «Передачи с гибкой связью».
Г. Ф. Прокофьев, проф., д-р техн. наук;
Н. И. Дундин, доц., канд. техн. наук;
Н. Ю. Микловцик, доц., канд. техн. наук;
И. И. Иванкин, канд., техн. наук.
4) Пособие к курсовому проектированию: «Зубчатые и червячные передачи».
Г. Ф. Прокофьев, проф., д-р техн. наук;
Н. И. Дундин, доц., канд. техн. наук;
Н. Ю. Микловцик, доц., канд. техн. наук.
5) Методические указание к курсовому проектированию: «Валы. Подшипники. Муфты».
Ю. Д. Перевязкин, ст. преп.