- •Основы конструирования деталей и сборочных единиц машин
- •Цели и задачи курсового проектирования
- •Основные понятия
- •Основные рекомендации по ведению студентом рабочей тетради по курсовому проектированию и форма технического задания
- •Форма технического задания
- •Шифр кафедры
- •Техническое предложение
- •1. Разработка кинематической схемы привода
- •В случае представления технического задания в виде шифра кинематическая схема разрабатывается в следующем порядке:
- •Привод ленточного конвейера
- •Привод цепного конвейера Кинематическая схема График нагрузки
- •2.3. Выбор электродвигателя
- •2.3.1. Определение требуемой мощности
- •2.3.2. Определение требуемой частоты вращения вала электродвигателя (или возможного диапазона ее изменения)
- •2.3.3. Таблица технических данных электродвигателей серии аир
- •2.4. Кинематические расчеты
- •2.4.1. Определяют общее передаточное число привода
- •2.4.2. Распределение общего передаточного числа привода по ступеням передач
- •2.4.3. Проверка точности разбивки общего передаточного отношения
- •2.4.4. Эскиз выбранного электродвигателя
- •2.5. Таблица исходных данных для дальнейших расчетов
- •2.5.1. Определение частот вращения валов
- •2.5.2. Определение вращающих моментов на валах
- •Эскизный проект
- •3. Расчет закрытых зубчатых передач
- •3.1. Выбор материалов зубчатых колес
- •3.2. Выбор допускаемых напряжений
- •3.3. Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •3.4. Расчет конических передач
- •4. Расчет открытых передач
- •4.1. Конструирование открытых цилиндрических зубчатых передач
- •4.1.1. Расчет открытых цилиндрических передач
- •4.1.2. Конструкция открытых цилиндрических зубчатых колес
- •4.2. Конструирование цепных передач
- •4.2.1. Расчет цепных передач
- •4.2.2. Конструирование звездочек цепных передач
- •4.3. Конструирование ременных передач
- •4.3.1. Порядок расчета ременных передач
- •4.3.2. Конструкции шкивов ременных передач
- •5. Разработка чертежа общего вида редуктора
- •5.1. Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов
- •5.2. Последовательность выполнения чертежа общего вида
- •6. Выбор муфт
- •7. Расчетные схемы валов привода
- •Технический проект
- •8. Конструирование валов привода. Расчеты валов
- •8.1. Выбор материалов валов
- •8.2. Проектировочный расчет
- •8.3. Расчет на статическую прочность
- •8.4. Расчет на сопротивление усталости
- •8.5. Расчет на жесткость
- •9. Проверочный расчет подшипников
- •10. Конструирование вала исполнительного механизма
- •11. Конструктивные решения элементов редукторов с применением стандартных изделий
- •12. Компоновка привода и проектирование рам
- •Технические требования
- •Техническая характеристика
- •13. Оформление конструкторской документации курсового проекта
- •13.1. Оформление чертежей и пояснительной записки
- •13.2. Складывание чертежей
- •Шестигранные гайки нормальной точности
- •Приложение 3
- •Приложение 5
- •Библиографический список
4. Расчет открытых передач
4.1. Конструирование открытых цилиндрических зубчатых передач
Открытые цилиндрические передачи выполняют с прямыми зубьями и применяют при окружных скоростях колес ν ≤ 2 м/с. Вследствие повышенного
изнашивания зубьев открытые передачи считают прирабатывающимися.
Проектировочным расчетом открытых зубчатых передач считается расчет зубьев на выносливость при изгибе. Расчет открытой передачи ведут аналогично расчету закрытой, используя соответствующие формулы.
4.1.1. Расчет открытых цилиндрических передач
Исходные данные (получены из кинематического расчета привода):
Т1 – крутящий момент на шестерне открытой передачи, Нмм;
и – передаточное число открытой цилиндрической передачи;
n1 – частота вращения шестерни, об/мин.
1. Выбрать материал по таблице 3.1.1. Для открытых передач обычно применяют дешевые марки стали типа 45, 45Л с термообработкой Н < 350НВ.
2. Назначить число зубьев шестерни z1 =17…24.
Определить число зубьев колеса z2= z1∙ и.
3
.
4. Определить коэффициент формы зуба YF1 в зависимости от эквивалентного числа зубьев zv1 по графику (см. рис. 3.3.4) или из табл. 3.3.10.
5. Определить коэффициенты:
kβ – коэффициент неравномерности нагрузки по ширине венца. Его определяют по рис. 3.3.2. , коэффициент Ψbd назначают по таблице 3.3.9;
kv – коэффициент динамической нагрузки. Для тихоходных передач при-нимают kv=1…1,1
6. Определить модуль передачи:
. (4.1.1)
Полученный модуль округлить до ближайшего стандартного значения согласно ГОСТ 9563-60, имея в виду, что значения без скобок предпочтительнее: 1; 1,25; 1,5; (1,75); 2; (2,25); 2,5; (2,75); 3; (3,25); 3,5; (3,75); 4; (4,25); 4,5; 5; (5,5); 6; 6,5; (7); 8; (9); 10; (11); 12.
7. Определить основные размеры зубчатой пары:
диаметр начальных окружностей d1 = mz1, мм; d2 = mz2, мм;
ширину зубчатого венца колеса b2 = d1Ψbd, мм;
ширину шестерни b1= b2 + (5,...10) мм.
8. Осуществить проверочный расчет для предотвращения остаточной деформации или хрупкого излома зубьев при действии максимальной нагрузки (см. п.3.3, проверочный расчет зубьев на выносливость при изгибе).
По результатам расчета провести сравнение :
если условие не выполняется, необходимо вернуться к п.3.1. и по таблице 3.1.1 выбрать более прочный материал;
если условие выполняется, перейти к приведенным ниже расчетам.
9. Определить размеры зубчатой пары:
диаметры вершин зубьев da1= d1+2ha ; da2= d2+2ha, где ha= m – высота головки зуба;
диаметры окружностей впадин df1 =d1–2hf; df2 =d2–2hf, где hf = 1,25m – высота ножки зуба;
межосевое расстояние .
10. Определить силы, действующие в зацеплении:
окружную силу
, Н;
радиальную силу
, Н,
где α = 20° – угол зацепления.
Осевая сила для прямозубой передачи равна нулю: .
4.1.2. Конструкция открытых цилиндрических зубчатых колес
Поскольку открытые цилиндрические передачи в приводе используются для передачи больших крутящих моментов при малых частотах вращения, то, как правило, они имеют значительные габаритные размеры. Поэтому зубчатые колеса открытых передач изготавливают ковкой, штамповкой или литьем. Кроме того, для уменьшения стоимости изделия возможно зубчатое колесо изготавливать из двух частей, т. е. центр делать из дешевых материалов, а бандаж из конструкционных сталей (см. рис. 4.1.1 и табл. 4.1.1).
Ступицу колес цилиндрической передачи располагают или симметрично относительно венца, или асимметрично в зависимости от задачи конструирования сборочной единицы. С целью облегчения колеса необходимо предусматривать максимально возможное снятие лишнего металла, но не в ущерб его прочности. На основании опыта конструирования на рисунке 4.1.2. представлены оптимальные размеры для колес различных способов изготовления. Изготовление колеса по рекомендуемым параметрам дает равнопрочность конструкции и не требует дополнительных расчетов отдельных его элементов.
Рис. 4.1.1. Виды конструкций открытых цилиндрических зубчатых колес
Таблица 4.1.1
Оптимальные размеры для колес различных способов изготовления
Ковка; штамповка |
Литьё Составные |
da = 100.....500 мм; S = 2,2m + 0,05b2; dcт = 1,55 d, где d – диаметр вала; lст=(1…1,5)d; R ≥ 6; γ ≥ 7° |
da > 500 мм S = 2,2m + 0,05b2; h = 0,1b2; S0 = 1,2 S; dcт = 1,55 d, t = 0,8h где d - диаметр вала; lст=(1…1,5)d; R ≥ 10; γ ≥ 7° |
Примечание: c = 0,5(S + δст) ≥ 0,25 b2; δст≈ 0,3d; δст – минимальная толщина ступицы |
При изображении открытых колес на чертеже пользуются теми же рекомендациями, что и для закрытых.