ЗМІСТ

ВСТУП………………………………………………………………………………3

1. ВИБІР ДВИГУНА. КІНЕМАТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПРИВОДУ……....7

1.1. Визначення потужності і частоти обертання двигуна……………………......8

1.2. Визначення передаточного числа привода і його ступеней…………...10

1.3. Визначення силових і кінематичних параметрів приводу………….…12

1.4. Приклад виконання кінематичного і силового розрахунку…………...…13

2. ВИБІР МАТЕРІАЛІВ ЗУБЧАСТИХ (ЧЕРВ'ЯЧНИХ) ПЕРЕДАЧ. ВИЗНАЧЕННЯ ДОПУСТИМИХ НАПРУГ……………………………………...16

2.1. Зубчасті передачі………………………………………………………...16

2.2. Приклад вибору матеріалу зубчатої (черв’ячної) передачі та визначення допустимих напруг………………………………………………......................…………19

2.3. Черв'ячні передачі…………………………………………………………22

2.4. Приклад розрахунку допустимих напруг………………………………..…24

3. РОЗРАХУНОК ЗУБЧАСТИХ (ЧЕРВ'ЯЧНИХ) ПЕРЕДАЧ РЕДУКТОРІВ……………………………………………………………………….26

3.1. Розрахунок циліндричної зубчастої передачі……………………….....27

3.2. Приклад розрахунку циліндричної зубчастої передачі…………………34

3.3. Розрахунок закритої конічної зубчастої передачі………………...…38

3.4. Приклад розрахунку закритої конічної зубчастої передачі…………..44

3.5. Розрахунок закритої черв'ячної передачі………………………………..47

3.6. Приклад розрахунку закритої черв’ячної передачі…………………….52

4. РОЗРАХУНОК ВІДКРИТИХ ПЕРЕДАЧ………………………………......56

4.1. Розрахунок плоскопасової передачі……………………………………..56

4.2. Розрахунок клинопасової і поліклинопасової передач………………....61

4.3. Приклад розрахунку клинопасової передачі……………………………...68

4.4. Розрахунок відкритих (циліндричних і конічних)

зубчастих передач……………………………………………………………..70

4.5. Розрахунок ланцюгової передачі………………………………………....71

4.6. Приклад розрахунку ланцюгової передачі…………………………………....78

5. НАВАНТАЖЕННЯ ВАЛІВ РЕДУКТОРА………………………………........84

5.1. Визначення сил у зачепленні закритих передач…………………….....84

5.2. Визначення консольних сил…………………………………………........84

5.3. Силова схема навантаження валів редуктора……………………………86

6. ПРОЕКТНИЙ РОЗРАХУНОК ВАЛІВ.ЕСКІЗНЕ КОМПОНУВАННЯ РЕДУКТОРА………………………………………………………………………....94

6.1. Вибір матеріалу валів……………………………………………………....94

6.2. Вибір напруг на крутіння…………………………………………………..94

6.3. Попередній вибір підшипників кочення………………………………….95

6.4. Ескізне компонування редуктора………………………………...............96

6.5. Визначення геометричних параметрів ступіней валів……………….......107

7. РОЗРАХУНКОВА СХЕМА ВАЛІВ РЕДУКТОРА………………………...110

7.1 Визначення реакцій в опорах підшипників……………………………...110

7.2. Побудова епюр згинаючих і крутних моментів…………………….......115

7.3. Перевірочний розрахунок валів на міцність………………………….....115

7.4. Приклад перевірочного розрахунку валів на міцність………………....….117

7.5 Розрахунок валів на втомну міцність…………………………………..…117

7.6. Приклад розрахунку валів на втомну міцність…………………………..…121

8. ПЕРЕВІРОЧНИЙ РОЗРАХУНОК ПІДШИПНИКІВ…………………….....123

8.1. Визначення еквівалентного динамічного навантаження………………..123

8.2. Визначення придатності підшипників…………………………………....129

8.3. Схема навантаження підшипників………………………………………..130

8.4. Приклад розрахунку підшипників…………………………………….........130

9. КОНСТРУЮВАННЯ ВАЛІВ І ЗУБЧАТИХ КОЛІС.

ОСТАТОЧНЕ КОМПОНУВАННЯ РЕДУКТОРА…………………………….........132

9.1. Конструювання зубчастих коліс та черв’яків………………………….....132

9.2. Конструювання валів........................................................................................136

9.3. Конструювання підшипникових вузлів.......................................................145

9.4. Конструювання корпуса редуктора............................................................159

9.5. Змащування зубчастих, черв'ячних передач та

підшипників кочення....................................................................................................176

9.6 Конструювання елементів відкритих передач............................................188

10. ПЕРЕВІРОЧНІ РОЗРАХУНКИ………………………………………………194

10.1 Вибір і розрахунок шпонкових з’єднань................................................194

10.2. Приклад розрахунку шпонкового з’єднання……………………………196

10.2 Вибір і розрахунок муфт...........................................................................196

11. РОЗРОБКА РОБОЧОЇ ДОКУМЕНТАЦІЇ ПРОЕКТУ.................................200

1. Розробка складального креслення редуктора………………………200

2. Специфікація складального креслення……………………………….207

3. Розробка робочих креслень деталей редуктора………………………212

ДОДАТКИ......................................................................................................................230

Вступ

Курсовий проект по деталям машин є першою конструкторською роботою, у результаті якої студент здобуває навички і знання правил, норм і методів конструювання. Виконання проекту базується на знаннях фізико-математичних і загально технічних дисциплін: математики, механіки, опору матеріалів, технології металів, машинобудівного креслення і т.п.

Навчальний посібник мають на меті допомогти студентам вивчити основи конструкторської справи на прикладі проектування деталей і механізмів загального призначення. В основу методики роботи над проектом у чотирьох стадіях проектування (технічному завданні, ескізних, технічному проектах і робочій документації) покладено його розподіл на ряд послідовно розв'язуваних завдань. Це систематизує роботу над проектом; створюється необхідна ритмічність його виконання, що забезпечує своєчасність як здачі окремих завдань, так і захисту проекту.

У кожному завданні дана послідовність її виконання і у більшості завдань наведені розрахункові і графічні приклади.

У навчальному посібнику, наведені всі необхідні матеріали для розрахунків і конструювання, відповідно до розділів та етапів проектування, а також дані рекомендації з організації курсового проектування. Знайшли відображення нові тенденції в сучасному редукторобудуванні, удосконалені методи розрахунку і конструювання деталей машин, а також матеріали, пов'язані з використанням класифікатора ЕСКД.

Основні умовні позначення Умовні позначення, які відносяться до всіх тем

Е — модуль пружності першого роду, МПа;

F(F_н) — сила (нормальна), Н;

G — модуль пружності другого роду, МПа;

Н_акт — твердість активних поверхонь зубців;

НВ - твердість по Брінеллю;

HRС - твердість по Роквеллу;

u (u_заг) — передатне відношення (загальне) передачі

Кσ, Кτ, — ефективні коефіцієнти концентрації напруг;

М — згинальний момент, Н∙м;

N₀ — базове число циклів зміни напруг;

N_E — еквівалентне число циклів зміни напруг;

n_р.о — частота обертання робочого органу машини, хв.^-1;

Р_вих; Р_вх — потужність ведучого і веденої ланки, кВт;

S — коефіцієнт запасу міцності;

Т—крутний момент, Н∙м;

t — час;

u >1 — передаточне число;

v — окружна швидкість, м∙с^-1;

η — коефіцієнт корисної дії;

θ — температура, ⁰С;

ρ_m — щільність кг/м³

σ; τ — нормальні і дотичні напруги, МПа;

σ_в; τ_в — тимчасовий опір, МПа;

σ_т; τ_т — межа плинності, МПа;

σ_-1; τ_-1 — межа витривалості, МПа;

Умовні позначення, що відносяться до зубчатих передач

Більше зубчате колесо пари, що зачіплюється називається колесом, а менше—шестернею. Термін «зубчате колесо» відноситься як до шестерні, так і до колеса.

Буквені позначення, загальні для обох зубчатих коліс пари, що зачіплюється, відмічаються індексом 1 для шестерні і 2 для колеса.

а_w — міжосьова відстань, мм;

b — ширина зубчатого вінця, мм;

b_w — робоча ширина зубчатого вінця, мм

с* — коефіцієнт радіального зазору початкового контуру;

d — ділильний (середній ділильний для конічного колеса) діаметр зубчатого колеса, мм;

d_а — діаметр окружності вершин циліндричного зубчатого колеса, мм;

d_ае — зовнішний діаметр вершин зубців конічного колеса, мм;

d_е — зовнішний ділильний діаметр конічного колеса, мм;

d_f — діаметр окружності впадин циліндричного зубчатого колеса, мм;

d_w — начальний діаметр зубчатого колеса, мм;

h_a* — коефіцієнт висоти головки початкового контуру;

К_be — коефіцієнт ширини зубчатого вінця конічної передачі;

m — модуль зачеплення (середній окружний для конічних передач);

m_e — зовнішний окружний модуль прямозубих конічних передачах;

m_n — середній нормальний модуль в конічних передачах з β ≠ 0;

m_t — окружний ділильний модуль;

R— середнє ділильна конусна відстань конічної передачі, мм;

R_e— зовнішня ділильна конусна відстань конічної передачі, мм;

х — коефіцієнт зміщення зубчатого колеса;

у — коефіцієнт сприймає мого зміщення;

z — число зубців зубчатого колеса;

α — кут профілю початкового контуру;

β — кут нахилу лінії на ділильному циліндрі:

Позначення, пов'язані з розрахунками на міцність

F_tw;(F_t)—окружна складова сили в зачепленні, що відноситься до початкової (ділильної) окружності, Н;

F_r — в радіальна складова сили зачепленні, Н;

F_а — осьова складова сили зачепленні,, Н;

К_HL; К_FL—коефіцієнти довговічності;

К_Hr; К_Fr—коефіцієнти, що враховують динамічне навантаження;

К_Ha; К_Fa—коефіцієнти, що враховують нерівномірність розподілення навантаження між зубцями;

К_Hβ;К⁰_Fβ—коефіцієнт, враховуючий нерівномірність розподілення навантаження по ширині зубчатого вінця (в начальний період роботи передачі);

N_HO;N_FO— еквівалентне число циклів змін напруг;

N_HЕ;N_FЕ — базове число циклів змін напруг;

Y_F— коефіцієнт форми зубця;

σ_F;([σ_F]) — розрахункова (допустима) напруга вигину на перехідній поверхні зубця, МПа;

σ⁰F∙limb —межа витривалості зубців при згинанні (R = 0 і N_c ≥N₀), МПа;

σ_H;([σ_H]) — розрахункове (допустиме) контактне напруження, МПа;