
- •Детали машин и основы конструирования
- •Очной и заочной форм обучения
- •Введение
- •1. Общие указания по выполнению курсового проекта
- •1.1. Цели и задачи проектирования
- •1.2. Основные этапы разработки конструкторской документации
- •1.3. Основные требования к эскизному проекту
- •1.4. Требования к сборочному чертежу механизма
- •1.5. Требования к чертежу общего вида привода
- •1.6. Требования к рабочим чертежам детали
- •1.7. Требования к оформлению чертежей
- •1.8. Требования к составляющим пояснительной записки
- •1.9. Требования к оформлению пояснительной записки
- •2. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода
- •2.1. Определение мощности на валах привода
- •2.2. Кинематический расчет привода
- •2.3. Определение крутящих моментов на валах и их проверочный расчет
- •3. Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •3.1. Выбор материала и определение допускаемых напряжений
- •3.2. Проектировочный расчет закрытых цилиндрических зубчатых передач на контактную выносливость
- •Значения коэффициента внешней динамической нагрузки
- •Рекомендуемые значения коэффициента ширины шестерни относительно ее диаметра
- •3.3. Определение геометрических параметров зубчатого зацепления
- •3.4. Проверочный расчет закрытых зубчатых передач на контактную выносливость
- •Значение коэффициентов и
- •3.5. Проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе
- •3.6. Проектировочный расчет открытых зубчатых передач на выносливость при изгибе
- •3.7. Проверочный расчет открытых зубчатых передач
- •3.8. Определение параметров зубчатых колес
- •3.9. Усилия в зацеплении
- •3.10. Особенности расчета цилиндрического двухступенчатого соосного редуктора
- •4. Расчет конических зубчатых передач
- •4.1. Выбор материала и определение допускаемых напряжений
- •4.2. Расчет закрытых конических зубчатых передач
- •Рекомендуемое минимальное число зубьев колеса
- •4.3. Проверочный расчет зубьев по контактным напряжениям
- •Значения коэффициентов δH и δF
- •Значения коэффициентов g0
- •4.4. Проверочный расчет зубьев по усталостным напряжениям изгиба
- •4.9. Проверочный расчет по усталостному напряжению изгиба зуба
- •4.10. Проверочный расчет прочности зубьев при перегрузках (при случайном увеличении крутящего момента сверх номинального)
- •4.11 Силы в зацеплении
- •4.12. Определение параметров зубчатых конических колес
- •5. Расчет червячной закрытой передачи с цилиндрическим червяком
- •5.1. Выбор материала и допускаемых напряжений
- •Значения коэффициента Cv
- •5.2. Проектировочный расчет червячной передачи
- •5.3. Проверочный расчет на контактную выносливость
- •Коэффициент динамической нагрузки khv
- •5.4. Проверочный расчет на выносливость при изгибе
- •5.5. Определение параметров червячной передачи
- •5.6. Силы в зацеплении
- •5.7. Расчет вала червяка на жесткость (выполняется после разработки эскизной компоновки редуктора)
- •5.8. Тепловой расчет червячной передачи
- •6. Расчет цепных передач
- •6.1. Проектный расчет цепной передачи втулочной и роликовой цепью
- •6.2. Проверочные расчеты цепной передачи с втулочной и роликовой цепями
- •Значения коэффициентов учитывающих условия работы цепной передачи
- •Значение коэффициента рядности цепи mp
- •Допускаемые значения коэффициента безопасности для втулочной и роликовой цепи
- •Значения коэффициента нагрузки Кв, учитывающий характер нагрузки, действующий на вал, и расположение передачи
- •6.3. Определение основных параметров звездочек втулочных и роликовых цепей
- •6.4. Расчет цепной передачи с зубчатой цепью
- •Ориентировочные значения [p10], кВт, для зубчатых цепей условной шириной 10 мм
- •6.5. Проверочные расчеты цепной передачи с зубчатой цепью
- •6.6. Определение основных параметров звездочек зубчатой цепи
- •7. Расчет ременных передач
- •7.1. Расчет плоскоременных передач
- •Влияние угла наклона передачи на к0
- •7.2. Расчет клиноременных передач
- •7.3. Расчет передачи поликлиновыми ремнями.
- •Значения коэффициентов k и m
- •Параметры поликлиновых ремней
- •Значение поправки ∆тu1
- •7.4. Расчет передачи зубчатыми ремнями
- •Размеры и параметры поперечных сечений зубчатых ремней с трапецеидальными зубьями
- •Рекомендуемое число зубьев меньшего шкива z1, удельной окружной силы w0 и масса 1 м длины ремня шириной 10 мм q
- •Стандартные длины ремней, выраженные в числе зубьев Zp
- •Коэффициент передаточного числа кu
- •Ширина зубчатых ремней b, в зависимости от модуля m
- •8. Выбор конструкции и определение параметров цилиндрических, конических зубчатых и червячных колес, звездочек и шкивов
- •8.1. Определение параметров цилиндрических зубчатых колес
- •Основные параметры цилиндрических зубчатых колес
- •8.2. Определение параметров конических зубчатых колес
- •Основные параметры цилиндрических зубчатых колес
- •8.3. Определение параметров червяка и червячного колеса
- •Геометрические параметры червяка
- •Геометрические параметры червячного колеса
- •8.4. Определение параметров звездочек цепных передач
- •Конструирование звездочек для роликовых и втулочных цепей
- •Основные параметры звездочек роликовых и втулочных цепей
- •Конструирование звездочек для приводных зубчатых цепей
- •Значение коэффициента kвс
- •8.5. Определение параметров шкивов ременных передач
- •Основные параметры шкивов поликлиновых передач
- •Основные параметры шкивов зубчато-ременных передач
- •Значение вспомогательного коэффициента k
- •9. Предварительные расчеты и эскизная разработка основных элементов редуктора
- •9.1. Проектный расчет валов
- •Определение диаметров участков вала
- •9.2. Предварительный выбор подшипников
- •Определение типа подшипника
- •9.3. Расчет и конструирование основных элементов редуктора
- •9.4. Эскизная компоновка
- •Необходимые размеры и их соотношения при выполнении компоновки
- •10. Выбор и расчет муфт
- •Значение коэффициента режима работы ( )
- •10.1. Расчет упругих втулочно-пальцевых муфт (мувп)
- •10.2. Расчет зубчатых муфт
- •11. Проверочные расчеты
- •11.1. Определение реакций в опорах валов и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов
- •11.2. Проверочный расчет подшипников
- •Определение значений коэффициентов X, y и е для радиальных шариковых подшипников
- •Определение значения коэффициентов X, y и е для радиально-упорных шариковых подшипников
- •Определение значение коэффициентов X, y и е для радиально-упорных роликовых подшипников
- •11.3. Проверочный расчет шпонок
- •Шпоночные соединения с призматическими шпонками
- •11.4. Проверочный расчет валов
- •Значение коэффициента Kd
- •Значения коэффициента kf
- •Результаты проверочного расчета вала
- •12. Рекомендации по конструированию основных элементов редуктора и привода
- •12.1. Схемы установки подшипников
- •12.2. Крепление колец подшипников на валу и в корпусе
- •12.3. Проектирование крышек подшипниковых узлов
- •12.4. Конструирование стаканов
- •12.5. Уплотнения подшипниковых узлов
- •Размеры канавок щелевых уплотнений, мм
- •13. Выбор способа смазки и смазочных материалов передач и подшипников
- •Характеристика пластичных смазок, применяемых для механизмов общего назначения
- •Кинематическая вязкость некоторых сортов масел, 10-6 м2/с
- •Основные размеры пробок с цилиндрической резьбой, мм
- •Основные размеры колпачковых отдушин, мм
- •14. Нормирование геометрических параметров деталей
- •14.1. Нормирование размеров деталей, некоторые сведения о допусках и посадках и обозначение их на чертежах
- •14.2. Нормирование отклонений формы взаимного расположения поверхностей и обозначение их параметров на чертежах
- •14.3. Нормирование шероховатости поверхностей и обозначение ее параметров на чертежах
- •Шероховатость посадочных поверхностей отверстий валов Ra, мкм
- •Литература
- •Приложение 1 Подшипники качения подшипники шариковые радиальные однорядные (по гост 8388)
- •Подшипники шариковые радиально-упорные однорядные (по гост 831)
- •Подшипники роликовые конические однорядные (по гост 333-79)
- •Приложение 2 Цепи приводные
- •Приложение 3 Гайки круглые шлицевые класса точности а (гост 11871)
- •Приложение 4
- •Стопорные многолапчатые шайбы
- •(Гост 11872)
- •Шайбы торцевые с креплением одним болтом (винтом) (гост 14734-69)
- •Приложение 5 Кольца пружинные упорные плоские наружные эксцентрические (гост 13942) и канавки для них
- •Приложение 6 Манжеты резиновые армированные (гост 8752)
- •Приложение 7 Основные надписи
- •Приложение 8 Примеры выполнения элементов пояснительной записки
Значения коэффициента Cv
Vs, м/с |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
CV |
1,33 |
1,22 |
1,11 |
1,02 |
0,95 |
0,88 |
0,83 |
0,80 |
Расчетную формулу, для определения допускаемых изгибных напряжений выбирают по таблице 5.4.
Таблица 5.4
Допускаемые изгибные напряжения, МПа
Передача |
Реверсивная |
Нереверсивная |
Группа I, II |
[σF]=(0,08σв + 0,25σT)KFL |
[σF]=0,12 σв KFL |
Группа III |
[σF]=0,12 σи KFL |
[σF]=0,06 σи KFL |
где KFL – коэффициент долговечности
При
NFlim≤NFE
KFL
=1.
Здесь NFlim=106 – базовое число циклов;
NFE = NHE – эквивалентное число циклов перемены напряжений.
5.2. Проектировочный расчет червячной передачи
При проектировочном расчете определяют ориентировочное значение межосевого расстояния червячной передачи, исходя из контактной выносливости поверхностей зубьев червячного колеса, а затем, после уточнения параметров передачи, определяют действительные контактные и усталостные изгибные напряжения и сравнивают их с допускаемыми.
Расчетное межосевое расстояние (см. рис. 5.1) определяют по формуле
(5.2)
где Z2=Z1U, – число зубьев червячного колеса (Z2 – целое число, причем Z2≥26);
Z1=1; 2; 4 – число заходов червяка;
KH=1,1 – коэффициент динамической нагрузки;
q – коэффициент диаметра червяка. Предварительно принимают q′ =10.
Рис. 5.1. Основные параметры червячного зацепления
Расчетный осевой модуль, мм m′ =2аw/(q′+z2). По табл. 5.5 принимают стандартный модуль m, наиболее близкий к расчетному m′. Также принимают значение коэффициента q таким, чтобы межосевое расстояние аw=0,5(q+ +Z2)m, мм было максимально близким к расчетному аw.
Таблица 5.5
Сочетание модулей m, коэффициента относительной толщины червяка q и числа заходов червяка Z1 (ГОСТ 2144)
Модуль m, мм |
Число заходов червяка z1 |
|||||||
при коэффициенте относительной толщины червяка q |
||||||||
8 |
(9) |
10 |
(12) |
12,5 |
(14) |
16 |
20 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
1,00 |
|
|
|
|
|
|
1 |
1;2;4 |
1,25 |
|
|
|
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
(1,50) |
|
|
|
|
|
(1;2;4) |
(1) |
|
1,60 |
|
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
2,00 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
(1;2;4) |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
2,50 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
(1;2;4) |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
(3,00) |
|
|
(1;2;4) |
(1;2;4) |
|
|
|
|
3,15 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
(3,50) |
|
|
(1;2;4) |
(1) |
|
(1) |
|
|
4,00 |
1;2;4 |
(1;2;4) |
1;2;4 |
(1) |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
5,00 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
(6,00) |
|
(1;2;4) |
(1;2;4) |
|
|
|
|
|
6,30 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
1;2;4 |
1;2;4 |
(7,00) |
|
|
|
(1;2;4) |
|
|
|
|
8,00 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
10,00 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
(12,00) |
|
|
(1;2) |
|
|
|
|
|
12,50 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
1;2;4 |
(14,00) |
(2) |
|
|
|
|
|
|
|
16,00 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
20,00 |
1;2;4 |
|
1;2;4 |
|
|
|
|
|
Примечание. В скобках приведены допускаемые значения. Следует предпочитать значения, приведенные без скобок.
Уточняют скорость скольжения, м/с
где d1=qm, диаметр делительной окружности червяка, мм;
γ=arctg(Z1/q) – угол наклона винтовой линии, град;
Для материалов, где [σH]=f(Vs), при полученной скорости скольжения Vs должно быть выполнено условие σH≤[σH], МПа. Если полученное значение Vs не соответствует диапазону скоростей скольжения для выбранного материала (см. табл. 5.1), то необходимо заново выбрать материал, соответствующий полученной скорости скольжения, и повторить проектный расчет.
Определить степень точности передачи по окружной скорости червячного колеса по формуле
,
где
d2
– диаметр делительной окружности
червячного колеса, мм, d2
= mZ2.
Степень точности
при
м/с
принимается 9, при
м/с
– 8, при
м/с
– 7, при V2>10
– 6.
Определяют
ширину венца червячного колеса - b2.
Значение величины b2
принимается при Z1=1(2),
b2≤0,75(d1+2m),
при Z1=4,
b2≤0,67(d1+2m).
Полученное значение b2
округляют
до целого числа. При этом условный угол
обхвата 2δ червяка венцом червячного
колеса должен находится в пределах от
90 до 120º (
).