
- •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
Определение значений коэффициентов X, y и е для радиальных шариковых подшипников
а) из каталога или приложения 1 табл. 1 находят статическую грузоподъемность C0 предварительно выбранного подшипника;
б)
определяют отношение
и
;
в) по табл. 11.1 находят коэффициент e, соответствующий отношению ;
г)
если
,
то коэффициенты радиальной и осевой
нагрузок равны X=1
и Y=0.
Если
,
то коэффициенты радиальной X
и осевой Y
нагрузок находят в соответствующей
колонке таблицы 11.1 с учетом значения
ранее найденного е.
Таблица 11.1
Значения коэффициентов радиальной X и осевой Y нагрузок
Подшипники |
Угол контакта α0 |
Относительная нагрузка, |
e |
Однорядные подшипники |
|||
|
|
||||||
Y |
X |
Y |
X |
||||
Шариковый радиальный |
0 |
0,014 |
0,19 |
2,30 |
0,56 |
0 |
1 |
0,028 |
0,22 |
1,99 |
|||||
0,056 |
0,26 |
1,71 |
|||||
0,084 |
0,28 |
1,55 |
|||||
0,110 |
0,30 |
1,45 |
|||||
0,170 |
0,34 |
1,31 |
|||||
0,280 |
0,38 |
1,15 |
|||||
0,420 |
0,42 |
1,04 |
|||||
0,560 |
0,44 |
1,00 |
|||||
Шариковый радиально-упорный |
12 |
|
0,30 |
1,81 |
0,46 |
0 |
1 |
0,34 |
1,62 |
||||||
0,37 |
1,46 |
||||||
0,41 |
1,34 |
||||||
0,45 |
1,22 |
||||||
0,48 |
1,13 |
||||||
0,52 |
1,04 |
||||||
0,54 |
1,01 |
||||||
0,54 |
1,00 |
||||||
18–20 |
0,57 |
1,00 |
0,43 |
0 |
1 |
||
24–26 |
0,68 |
0,87 |
0,41 |
||||
Роликовый конический |
– |
|
1,5tgβ |
0,4ctgβ |
0,4 |
0 |
1 |
Определение значения коэффициентов X, y и е для радиально-упорных шариковых подшипников
а) из каталога или приложения 1 табл. 2 находят статическую грузоподъемность C0 предварительно выбранного подшипника;
б) Коэффициент е для подшипников с углом контакта α=120 определяют по формуле:
,
при
α=150
,
при α=180 e=0,57.
Для подшипников с α >180 находят e в табл. 11.1;
в) вычисляют осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта α по формулам:
S1=e R1
S2=e R2
г) определяют расчетные осевые нагрузки Fх1 и Fх2 на подшипники в соответствии с условиями нагружения (см. выше);
д)
находят коэффициенты X
и Y.
При этом, если соблюдается условие
,
то осевые нагрузки не учитывают и
X=1
и Y=0,
а при
значения коэффициентов X
и Y
находят по табл. 11.1 в соответствии с
коэффициентом e.
Определение значение коэффициентов X, y и е для радиально-упорных роликовых подшипников
а) из каталога или приложения 1 табл. 3 находят коэффициент e для предварительно выбранного подшипника;
б) вычисляют осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил, которые зависят от угла контакта α по формулам:
S1=0,83e R1
S2=0,83e R2
в) определяют расчетные осевые нагрузки Fх1 и Fх2 на подшипники в соответствии с условиями нагружения (см. выше);
г) если , то коэффициенты радиальной и осевой нагрузок равны X=1 и Y=0.
Если
,
то коэффициенты радиальной X
нагрузки X=0,4,
а коэффициент осевой нагрузки
Y
находят по каталогу или в соответствующей
колонке приложения 1 табл. 3.
11.2.2.
определяют по табл. 11.2 или 11.3 отношение
в зависимости от принятой долговечности
и частоты вращения вала n
для каждого из подшипников;
Таблица 11.2
Величина отношения C/P для различных долговечностей и частот вращения шариковых подшипников
Частота вращения n, мин-1 |
Долговечность Lh, ч |
|||
5000 |
6300 |
8000 |
10000 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
10 |
1,45 |
1,56 |
1,68 |
1,82 |
16 |
1,68 |
1,82 |
1,96 |
2,12 |
25 |
1,96 |
2,12 |
2,29 |
2,47 |
40 |
2,29 |
2,47 |
2,67 |
2,88 |
63 |
2,67 |
2,88 |
3,11 |
3,36 |
100 |
3,11 |
3,36 |
3,63 |
3,91 |
125 |
3,36 |
3,63 |
3,91 |
4,23 |
160 |
3,63 |
3,91 |
4,23 |
4,56 |
200 |
3,91 |
4,23 |
4,56 |
4,93 |
250 |
4,28 |
4,56 |
4,93 |
5,32 |
320 |
4,56 |
4,93 |
5,32 |
5,75 |
400 |
4,93 |
5,32 |
5,75 |
6,20 |
500 |
5,32 |
5,75 |
6,20 |
6,70 |
630 |
5,75 |
6,20 |
6,70 |
7,23 |
800 |
6,20 |
6,70 |
7,23 |
7,81 |
1000 |
6,70 |
7,23 |
7,81 |
8,43 |
1250 |
7,23 |
7,81 |
8,43 |
9,11 |
Окончание табл. 11.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1600 |
7,81 |
8,43 |
9,11 |
9,83 |
2000 |
8,43 |
9,11 |
9,83 |
10,60 |
2500 |
9,11 |
9,83 |
10,60 |
11,50 |
3200 |
9,83 |
10,60 |
11,50 |
12,40 |
Таблица 11.3
Величина отношения C/P для различных долговечностей и частот вращения роликовых подшипников
Частота вращения n, мин-1 |
Долговечность Lh, ч |
|||
5000 |
6300 |
8000 |
10000 |
|
10 |
1,39 |
1,49 |
1,60 |
1,71 |
16 |
1,60 |
1,71 |
1,83 |
1,97 |
25 |
1,83 |
1,97 |
2,11 |
2,26 |
40 |
2,11 |
2,26 |
2,42 |
2,59 |
63 |
2,42 |
2,59 |
2,78 |
2,97 |
100 |
2,78 |
2,97 |
3,19 |
3,42 |
125 |
2,97 |
3,19 |
3,42 |
3,66 |
160 |
3,19 |
3,42 |
3,66 |
3,92 |
200 |
3,42 |
3,66 |
3,92 |
4,20 |
250 |
3,66 |
3,92 |
4,20 |
4,50 |
320 |
3,92 |
4,20 |
4,50 |
4,82 |
400 |
4,20 |
4,58 |
4,82 |
5,17 |
500 |
4,50 |
4,82 |
5,17 |
5,54 |
630 |
4,82 |
5,17 |
5,54 |
5,94 |
800 |
5,17 |
5,54 |
5,94 |
6,36 |
1000 |
5,54 |
5,94 |
6,36 |
6,81 |
1250 |
5,94 |
6,36 |
6,81 |
7,30 |
1600 |
6,36 |
6,81 |
7,30 |
7,82 |
2000 |
6,81 |
7,30 |
7,82 |
8,38 |
2500 |
7,30 |
7,82 |
8,38 |
8,98 |
3200 |
7,82 |
8,38 |
8,98 |
9,62 |
в) Вычисляют требуемую динамическую грузоподъемность подшипников по формуле
;
При
применении сдвоенных радиально-упорных
подшипников надо учитывать, что при
динамическая грузоподъемность сдвоенного
подшипника равна динамической
грузоподъемности однорядного подшипника
умноженной на 1,625 для шариковых и на
1,715 для роликовых подшипников. При
в сдвоенных подшипниках работает один
ряд и значение динамической грузоподъемности
надо принимать, как для однорядного
подшипника. Отсюда следует, что при
указанных значениях
применение сдвоенных подшипников
нецелесообразно.
Полученные значения Cрасч сравнивают с табличными для предварительно выбранных подшипников (см. п. 9.2). При этом должно выполняться условие Стабл > Cрасч. Если условие не выполняется, то:
а) выбрать подшипник с большей динамической грузоподъемностью (изменить серию или тип подшипника).
б) При необходимости изменить посадочный диаметр d3 внутреннего кольца подшипника, выбрать другой типоразмер и произвести повторный проверочный расчет. При этом одновременно необходимо пересмотреть конструкцию вала.
Примечание: При получении в результате расчета в опорах вала подшипников разных типоразмеров необходимо по конструктивным и экономическим соображениям установить в опорах одинаковые подшипники более нагруженной опоры.