
- •Министерство образования и науки Российской Федерации
- •Детали машин и основы конструирования
- •Введение
- •Требования к содержанию и оформлению работы
- •Часть 1. Ручной винтовой домкрат
- •1. Анализ соответствия механизма
- •1.1. Проверка условия самоторможения винтовой пары
- •1.2. Проверка энергосилового согласования
- •1.3. Проверка устойчивости ходового винта
- •1.4. Проверка устойчивости домкрата
- •1.5. Проверка отсутствия смятия поверхности настила
- •2. Проектирование винтового домкрата
- •2.1. Проектирование винтовой пары
- •2.2. Проектирование ходового винта
- •2.3. Проверка соответствия проектируемого домкрата
- •2.4. Проектирование гайки ходового винта
- •2.5. Определение диаметра рукоятки домкрата
- •Резьбы ходовые
- •Механические свойства сталей, применяемых для ходовых винтов
- •1. Определение параметров агрегатов и передач
- •1.1. Определение мощности и выбор электродвигателя
- •1.2. Определение передаточного отношения передач
- •1.3. Мощность, частота вращения и крутящий момент
- •Энерго-кинематические параметры элементов привода
- •1.4. Проектировочный расчёт валов,
- •1.4.1. Проектировочный расчёт валов
- •1.4.2. Определение диаметральных размеров ступенчатых валов
- •Параметры зубчатых муфт
- •Муфты втулочно-пальцевые (по гост 21424-93)
- •Муфты упругие с торобразной оболочкой (по гост р 50892-96)
- •1.4.3. Предварительный выбор подшипников качения
- •1.5. Определение межосевых расстояний
- •1.6. Определение геометрических параметров
- •Максимальные рекомендуемые значения коэффициента bd max
- •Значения коэффициента m
- •2. Компоновка узла редуктора
- •Параметры накладных крышек подшипниковых узлов
- •3. Расчёт зубчатых передач
- •3.1. Определение расчётного контактного напряжения
- •Параметры проектируемых зубчатых передач
- •Рекомендуемая степень точности цилиндрических зубчатых передач
- •Значение коэффициента к Hv прямозубых (п) и косозубых (к) колёс
- •3.2. Выбор материала зубчатых колёс и вида упрочнения Расчётные значения h используем для выбора поверхностного и объёмного упрочнения зубьев шестерен и колёс, учитывая условие (11) и соотношение
- •Значение ngh контактной прочности зубьев передач
- •3.3. Проверочный расчёт зубчатой передачи
- •Значение коэффициента кf
- •4. Проверочный расчёт подшипников и вала
- •4.1. Определение реакций опор
- •4.2. Определение ресурса подшипников
- •Последовательность определения эквивалентной нагрузки
- •4.3. Проверочный расчёт вала
- •Значение эффективных коэффициентов концентрации при переменных напряжениях
- •Значения к и к для валов со шпоночным пазом, шлицами или резьбой
- •Значения Kd и Kd
- •Значения к/ Kd и к/ Kd соединений с натягом
- •Значения kf и kf
- •Часть 3. Электромеханический привод
- •Требования к содержанию и оформлению работы
- •Содержание этапов разработки проекта
- •2. Прочностный расчёт деталей и узлов редуктора
- •1. Разработка технического предложения
- •1.1. Энергокинематический расчёт привода
- •Ориентировочные значения коэффициентов I. Характеризующих потери
- •Результаты энергокинематического расчёта привода
- •1.2. Выбор муфты, проектировочный расчёт валов и выбор подшипников
- •1.3. Расчёт червячных и зубчатых передач
- •1.4. Выбор варианта редуктора для дальнейшего проектирования
- •Результаты расчёта параметров привода
- •2. Прочностный расчёт деталей и узлов редуктора
- •2.1. Разработка эскиза редуктора
- •2.2. Расчёт ременной передачи
- •2.3. Определение реакций опор и расчёт подшипников
- •2.4. Расчёт шпоночных соединений и деталей муфты
- •2.5. Прочностной расчёт валов
- •2.6. Выбор смазочных материалов и тепловой расчёт редуктора
Параметры накладных крышек подшипниковых узлов
Внешний диаметр подшипника Dп |
45 ... 65 |
70 ... 105 |
110 ... 150 |
Толщина стенки крышки t, мм |
3…4 |
4…5 |
5…6 |
Диаметр винта соединения крышки с корпусом редуктора |
М8 |
М10 |
М10 |
Толщина фланца крышки h, мм |
8 |
10 |
10 |
Число винтов z |
4 |
4 |
6 |
Полная высота крышки Н, мм |
17 |
19 |
20 |
В процессе компоновки разработчик проекта получает дополнительную информацию, необходимую для проверочных расчётов деталей и узлов проектируемого объекта.
3. Расчёт зубчатых передач
При выполнении курсовой работы выполняется прочностные расчёты основных деталей узла редуктора:
– проектировочный расчёт зубчатых передач по критерию контактной прочности с целью определения требуемой твёрдости поверхности зубьев и вида упрочнения;
– проверочный расчёт зубьев по критерию изгибной прочности;
– проверочный расчёт подшипников качения;
– проверочный расчёт вала и шпонок (или шлицов).
3.1. Определение расчётного контактного напряжения
Основная причина ограничения ресурса закрытых зубчатых передач – усталостное повреждение поверхностей контакта, или усталостное выкрашивание. Критерий контактной усталостной прочности зубьев записывается в виде
H [H], (11)
где H , [H] – соответственно расчётное контактное напряжение и допускаемое контактное напряжение, принятое по условию отсутствия усталостного повреждения поверхности зубьев.
При выполнении расчётов рекомендуется заполнять таблицу 10, внося все данные для одной, а затем для другой передачи.
Таблица 10
Параметры проектируемых зубчатых передач
Параметр |
Тихоходная передача |
Быстроходная передача |
Межосевое расстояние |
ат = |
аб = |
Передаточное отношение |
iт = |
iб = |
Момент T1 |
T1 = |
T1 = |
Модуль зацепления |
т = |
т = |
Число зубьев шестерни |
z1 = |
z1 = |
Число зубьев колеса |
z2 = |
z2 = |
Диаметр d1 |
d1 = |
d1 = |
Ширина венца зубчатого колеса b |
b = |
b = |
Коэффициент bd |
bd = |
bd = |
cos |
cos = |
cos = |
Коэффициент |
= |
= |
Расчётная длина линии контакта зубьев l |
l = |
l = |
Коэффициент К H |
КH = |
КH = |
Окружная скорость , м/с |
= |
= |
Коэффициент К H v |
КH v = |
КH v = |
Коэффициент К H |
КH = |
КH = |
Расчётное значение H, МПа |
H = |
H = |
Расчётное
значениеH
для зубчатой передачи с внешним
зацеплением определяют по формуле
(12)
H = 1,18
где Eпр – приведенный модуль упругости материалов контактирующих зубьев; в данном случае шестерни и колёса изготавливаются из сталей, поэтому Eпр Е = 2,1 105 МПа;
Т1 –момент, передаваемый шестерней рассчитываемой зубчатой пары;
d1 – делительный диаметр этой шестерни;
l – расчётная (суммарная) длина линии контакта зубьев передачи.
Зависимость l от принимают в виде:
– для прямозубых передач l = 3b/(4 – ), где b – ширина венца колеса; где [1,88 – 3,2 (1/ z1 1/ z2)];
– для косозубых передач при 1 расчётная длина контактной линии l = b/cosb или l b/cos; где [1,88 – 3,2 (1/ z1 1/ z2)]cos;
КН – коэффициент расчётной нагрузки вводится в виде произведения коэффициентов, учитывающих влияние ряда факторов условий изготовления и работы зубчатой передачи, а также особенностей её конструкции:
КН = КА КН КНКН. (13)
Коэффициент КА учитывает внешнюю динамическую нагрузку, если она не учитывалась при определении коэффициента долговечности ZН (см. ниже). В данной курсовой работе можно принять КА = К2 так же, как в (1.10).
Коэффициент динамической нагрузки КН учитывает повышение нагрузки зубьев из-за непостоянства передаточного отношения, обусловленного только погрешностями изготовления колёс.
Значение КН зависит от скорости, твёрдости поверхности зубьев и степени точности зубчатых передач. Степень точности зубчатых колёс принимается в зависимости от назначения и условий работы (таблица 11). Значения КН, приведенные в таблице 12, можно использовать в учебных целях и для предварительных расчётов передач.
Таблица 11