I ряд
|
1,0
|
-
|
1,5
|
2,0
|
2,5
|
3,0
|
4,0
|
5,0
|
6,0
|
8,0
|
II ряд
|
1,25
|
1,375
|
1,75
|
2,25
|
2,75
|
3,5
|
4,5
|
5,5
|
7,0
|
9,0
|
Принимаем: ,
Предварительно суммарное число
зубьев
Число зубьев шестерни
Число зубьев шестерни:
Число зубьев колеса:
Определяем фактическое
передаточное число и проверяем его
отклонение от заданного:
;
Условие соблюдается.
Определяем фактическое межосевое
расстояние:
мм
Диаметры делительной и начальной
окружностей шестерни и колеса
мм
мм
Диаметры окружностей вершин
зубьев шестерни и колеса
мм
мм
Диаметры окружностей впадин
зубьев шестерни и колеса
мм
мм
Рабочая ширина венца колеса и
шестерни:
мм
мм
Проверочный расчет первой
передачи:
Проверяем межосевое расстояние:
Проверяем пригодность заготовок
колес:
Условие пригодности заготовок
колес:
;
Диаметр заготовки шестерни мм
Размер заготовки колеса мм
Условия соблюдаются
Проверяем контактные напряжение ,
Где:
К= 463 - Вспомогательный
коэффициент для прямозубой передачи;
окружная
сила в зацеплении;
=
1 - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
-
коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и
степени точности передачи
;
9 степень точности
Допускаемая нагрузка передачи не
более 100%, следовательно условие соблюдается.
Проверить напряжение изгиба
зубьев шестерни и колеса:
Где:
m - модуль зацепления, мм;
-
ширина зубчатого венца колеса, мм;
-
окружная сила в зацеплении, Н;
=
1 - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
=
1 - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба;
=
1,28 коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и
степени точности передачи;
-
коэффициенты формы зуба шестерни и колеса;
-
коэффициент, учитывающий наклон зуба
и
- допустимые напряжения изгиба шестерни
и колеса, ;
Условие соблюдается, т.к. и .
Суммарное число зубьев:
Число зубьев шестерни:
Число зубьев колеса:
Уточняем действительную величину
угла наклона зубьев для косозубых передач:
11°28΄
Необходимое условие выполняется.
Определяем фактическое
передаточное число и проверяем его
отклонение от заданного:
;
Условие соблюдается. Определяем
фактическое межосевое расстояние:
мм
Диаметры делительной и начальной
окружностей шестерни и колеса
мм
мм
Диаметры окружностей вершин
зубьев шестерни и колеса
мм
Диаметры окружностей впадин
зубьев шестерни и колеса
мм
мм
Рабочая ширина венца колеса
мм
мм
Проверяем межосевое расстояние:
Проверяем пригодность заготовок
колес:
Условие пригодности заготовок
колес:
;
Диаметр заготовки шестерни мм
Размер заготовки колеса мм
Условия соблюдаются
Проверяем контактные напряжение ,
Где:
К= 463 - Вспомогательный
коэффициент для косозубой передачи;
окружная
сила в зацеплении;
=
1,1 - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
-
коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и
степени точности передачи
;
9 степень точности
Допускаемая нагрузка передачи не
более 10%, следовательно условие соблюдается.
Проверить напряжение изгиба
зубьев шестерни и колеса:
Где: m - модуль зацепления, мм; -
ширина зубчатого венца колеса, мм; - окружная
сила в зацеплении, Н;
=
1 - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;
=
1 - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба;
=
1,04 коэффициент динамической нагрузки, зависящий от окружной скорости колес и
степени точности передачи;
-
коэффициенты формы зуба шестерни и колеса;
-
коэффициент, учитывающий наклон зуба
и
- допустимые напряжения изгиба шестерни
и колеса, ;
Условие соблюдается, т.к. и .
1. Определяем расчетный диаметр
ведущего шкива , Клиновой ремень
сечения А (по номограмме):
2. Определяем диаметр ведомого
шкива , мм:
Где: -
передаточное число открытой передачи, -
коэффициент скольжения ()
Из стандартного ряда выбираем
3. Определяем ориентировочно
межосевое расстояние
Где -
высота сечения клинового ремня.
4. Определяем расчетную длину
ремня
5. Уточняем значение межосевого
расстояния по стандартной длине:
6. Определяем угол обхвата
ремнем ведущего шкива a1, град:
условие
выполняется.
7. определяем скорость ремня:
Где -
допускаемая скорость для клиновых ремней .
8. определяем частоту пробегов
ремня
Где -
допускаемая частота пробегов ремня = 30
9. Определяем допускаемую
мощность, передаваемую одним клиновым ремнем
-
допускаемая приведенная мощность, выбирается в зависимости от типа ремня, его
сечения,
скорости и диаметра ведущего
шкива, С - поправочные коэффициенты.
10. Определяем число клиньев
поликлинового ремня z:
11. Определяем силу
предварительного натяжения
12. Определяем окружную силу
13. Определяем силы натяжения
ведущей и ведомой ветвей:
,
14. Определяем силу давления
вала
Проверяем прочность ремня по
максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви:
Где а) - напряжения растяжения, Н/
б) -
Напряжения изгиба, Н/
в) -
Напряжение центробежных сил, Н/
Н/
г) =10
Н/ - для клиновых ремней
Н/
Условие соблюдается, так как
Составим табличный ответ:
Параметр
|
Значение
|
Параметр
|
Значение
|
Тип ремня
|
Клиновой
|
Число пробегов ремня
|
9,2
|
Сечение ремня
|
А
|
Диаметр ведущего шкива
|
100
|
Количество ремней
|
3
|
Диаметр ведомого шкива
|
200
|
Межосевое расстояние
|
209
|
Максимальное напряжение
|
8,6
|
Длина ремня
|
900
|
Начальное напряжение ремня
|
73
|
Угол обхвата
|
153°
|
Сила давления ремня на вал
|
426
|
Для первой ступени (цилиндрическая,
прямозубая):
На колесе. Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
где
На шестерне:
Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
Для второй ступени (цилиндрическая,
косозубая):
На колесе
Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
где ,
.
Осевая сила угла наклона:
Н.
На шестерне:
Окружная сила:
Н
Радиальная сила:
Н
Осевая сила угла наклона:
Н.
Для клиноременной передачи:
Радиальная сила:
Выбор материалов валов и их
механические характеристики.
Вал
|
Марка стали
|
|
Термообработка
|
Твердость заготовки
|
|
|
|
Быстроходный
|
45
|
125
|
У
|
235…262
|
780
|
540
|
Промежуточный
|
45
|
125
|
У
|
235…262
|
780
|
540
|
Тихоходный
|
45
|
125
|
У
|
235…262
|
780
|
540
|
Выбор допускаемых напряжений
на кручение.
Быстроходный вал
Промежуточный вал
Тихоходный вал
Определяем геометрические
параметры ступеней валов.
Быстроходный вал - шестерня
цилиндрическая;
Первая ступень под элемент
открытой передачи. (шкив)
Вторая ступень под уплотнение
крышки с отверстием и подшипник.
Третья ступень под шестерню.
-
определяется графически на эскизной компоновке.
Четвертая ступень под подшипник.
Промежуточный вал;
Первая ступень под подшипник
Вторая ступень под шестерню и
колесо.
-
определяется графически на эскизной компоновке.
Третья ступень под подшипник.
,
Тихоходный вал;
Первая ступень под элемент
открытой передачи. (шкив)
Вторая ступень под уплотнение
крышки с отверстием и подшипник.
Третья ступень под колесо.
-
определяется графически на эскизной компоновке.
Четвертая ступень под подшипник.
Быстроходный вал:
Выбираем радиальные шариковые
однорядные подшипники 106, особо мягкая серия.
Промежуточный вал: 107
Тихоходный вал: 109
Вал
|
Размеры
Ступеней
|
Подшипники
|
|
|
|
|
Типо-
размер
|
dхDхB, мм
|
Динамическая
грузоподъемность
|
Статическая
грузоподъемность
|
|
|
|
|
Быстроходный
|
24
|
30
|
36
|
30
|
105
|
30х52х13
|
13,3
|
6,8
|
36
|
45
|
-
|
14
|
Промежуточный
|
35
|
43
|
35
|
-
|
107
|
35х62х14
|
15,9
|
8,5
|
21
|
-
|
21
|
-
|
Тихоходный
|
40
|
45
|
55
|
45
|
109
|
45х75х16
|
21,2
|
12,2
|
48
|
56
|
-
|
17,6
|
Быстроходный вал.
Вертикальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Проверка
Строим эпюру изгибающих моментов
относительно оси Х в характерных сечениях:
Горизонтальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Строим эпюру изгибающих моментов
относительно оси Х в характерных сечениях:
Строим эпюру крутящих
моментов:
Определяем суммарные радиальные
реакции
Определяем суммарные изгибающие
моменты в наиболее нагруженных сечениях:
Промежуточный вал
Вертикальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Проверка
Строим эпюру изгибающих моментов
относительно оси Х в характерных сечениях:
Горизонтальная плоскость. Определяем
опорные реакции:
Строим эпюру изгибающих моментов
относительно оси Х в характерных сечениях:
Строим эпюру крутящих
моментов:
Определяем суммарные радиальные
реакции
Определяем суммарные изгибающие
моменты в наиболее нагруженных сечениях:
Тихоходный вал
Вертикальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Проверка
Строим эпюру изгибающих моментов
относительно оси Х в характерных сечениях:
Горизонтальная плоскость:
Определяем опорные реакции:
Строим эпюру изгибающих моментов
относительно оси Х в характерных сечениях:
Строим эпюру крутящих моментов:
Определяем суммарные радиальные
реакции
Определяем суммарные изгибающие
моменты в наиболее нагруженных сечениях:
Быстроходный вал (106)
Определяем отношение V=1 - коэффициент вращения.
Определяем отношение
По таблице находим: e=0,14 Y=2,6; по соотношению выбираем формулу и определяем
эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:
Определяем динамическую
грузоподъемность
Подшипник пригоден. Определяем
долговечность подшипника
Условие выполнено
Промежуточный вал (107)
Определяем отношение V=1 - коэффициент вращения.
Определяем отношение
По таблице интерполированием
находим: e=0,26 Y=1,74;
По соотношению выбираем формулу и определяем эквивалентную
динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:
Определяем динамическую
грузоподъемность
Подшипник пригоден. Определяем
долговечность подшипника
Условие выполнено
Тихоходный вал (109)
Определяем отношение V=1 - коэффициент вращения.
Определяем отношение
По таблице интерполированием
находим: e=0,24 Y=1,9;
По соотношению выбираем формулу и определяем
эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника:
Определяем динамическую
грузоподъемность
Подшипник пригоден. Определяем
долговечность подшипника
Условие выполнено
Быстроходный вал
Сечение А-А
Определить напряжение в
сечении А-А
Нормальные напряжения изменяются
оп симметричному циклу.
Где ;
М - суммарный изгибающий момент
в этом сечении.
Касательные напряжения
изменяются по нулевому циклу
Где ;
М - крутящий момент в этом
сечении.
Определить коэффициент
концентрации нормальных и касательных напряжений.
Где (по
таблице)
Определить пределы выносливости
в расчетном сечении.
Определить коэффициенты запаса
прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Определить общий коэффициент
запаса прочности.
Условие выполнено.
Промежуточный вал
Сечение Б-Б
Определить напряжение в
сечении Б-Б
Нормальные напряжения изменяются
оп симметричному циклу.
Где ;
М - суммарный изгибающий момент
в этом сечении.
Касательные напряжения
изменяются по нулевому циклу
Где ;
М - крутящий момент в этом
сечении.
Определить коэффициент
концентрации нормальных и касательных напряжений.
Где (по
таблице)
Определить пределы выносливости
в расчетном сечении.
Определить коэффициенты запаса
прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Определить общий коэффициент
запаса прочности.
Условие выполнено.
Тихоходный вал
Сечение В-В
Определить напряжение в
сечении В-В
Нормальные напряжения изменяются
оп симметричному циклу.
Где ;
М - суммарный изгибающий момент
в этом сечении.
Касательные напряжения
изменяются по нулевому циклу
Где ;
М - крутящий момент в этом
сечении. Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных
напряжений.
Где (по
таблице). Определить пределы выносливости в расчетном сечении.
Определить коэффициенты запаса
прочности по нормальным и касательным напряжениям.
Определить общий коэффициент
запаса прочности.
Условие выполнено.
Проверочный расчет шпонок
Промежуточный вал, шпонка
12х8х45
Условие прочности:
определяем рабочую длину шпонки:
Определяем площадь смятия:
проверяем условие прочности:
Условие выполняется.
Промежуточный вал, шпонка
16х10х60
Условие прочности:
определяем рабочую длину шпонки:
Определяем площадь смятия:
проверяем условие прочности:
Условие выполняется.
Смазывание редуктора.
Способ смазывания.
Применяем непрерывное смазывание
жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием)
Выбор сорта масла.
Зависит от значения расчетного
контактного напряжения и фактической окружной скорости колес. По таблице выбираем
масло индустриальное 4-Г-А-46
Определение уровня масла.
При окунании в масляную ванну
цилиндрического колеса:
Контроль уровня масла.
Уровень масла, находящегося в
корпусе редуктора, контролируем круглым маслоуказателем.
1.
Кудрявцев В.Н. «Курсовое проектирование деталей машин». - Л.: Машиностроение,
1984.
2.
Ануриев И.В. «Справочник конструктора - машиностроителя». - Л.: Машиностроение,
1985.
3.
Янсон А.А. «Расчет цилиндрических зубчатых передач» методические
указания к курсовому проекту по деталям машин для студентов всех специальностей.
- Л.: 1991.
4.
Янсон А.А. «Конструирование зубчатого редуктора» методические указания к
курсовому проекту. - Л.: 1985.