Валы
привода
|
Величины
|
|
,
рад/сn, минP, ВтТ, Н*м
|
|
|
|
1
|
75,36
|
720
|
4693,1245
|
62,276
|
2
|
75,36
|
720
|
4646,1933
|
61,6533
|
3
|
18,84
|
180
|
4415,7421
|
234,3812
|
4
|
4
|
38,2165
|
4000
|
1000
|
2. Расчет закрытой передачи привода
.1 Выбор материала зубчатых колес и
определение допускаемых напряжений
Для колеса целесообразно выбирать
сталь с твердостью , и исходя
из этого мы выбрали сталь 45 со следующими механическими свойствами [2. стр.29.
таб. А1]:
Таблица 2.1 - Механические свойства
стали для колеса
Марка
стали
|
Диаметр
заготовки, мм
|
Предел
прочности Предел текучести Твердость
НВ (средняя)Термообработка
|
|
|
|
45
|
100-500
|
570
|
200
|
190
|
Нормализация
|
Определяем допускаемые контактные напряжения и
напряжения изгиба.
Предел контактной выносливости при базовом числе
циклов:
МПа
Допускаемые контактные напряжения:
МПа,
где - коэффициент долговечности;
- коэффициент безопасности;
Предел выносливости при базовом
числе циклов нагружений:
МПа
,
где - коэффициент долговечности;
- коэффициент, учитывающий
реверсивность движения;
- коэффициент безопасности;
2.2 Выбираем материал шестерни,
определяем допускаемые напряжения
Выбираем материал шестерни:
Материал шестерни должен быть тверже
материала колеса, так как зубья шестерни входят в зацепление чаще, чем зубья
зубчатого колеса [2. стр.29. таб. А1]:
Таблица 2.2 - Механические свойства
стали для шестерни
Марка
стали
|
Диаметр
заготовки, мм
|
Предел
прочности Предел текучести Твердость
НВ (средняя)Термообработка
|
|
|
|
45
|
До
90
|
570
|
200
|
240
|
Нормализация
|
Определяем допускаемые контактные напряжения:
;
Определяем допускаемые напряжения
изгиба:
Расчетное контактное напряжение:
МПа
.3 Определение параметров зацепления
и размеров зубчатых колес
Минимальное межосевое расстояние из условия
контактной прочности:
Коэффициент нагрузки Кн = 1,3…1,4.
Коэффициент зубчатого венца .
- момент на шестерне, ;
- передаточное число передачи;
- коэффициент нагрузки;
- коэффициент зубчатого венца.
Округляем de2 = 315мм
Внешний окружной модуль.
Полученное значение мы округлили по
ГОСТ 2185.
Число зубьев колеса.
.
Число зубьев шестерни
Уточняем передаточное число:
Расхождения с исходным значением:
Определяют основные геометрические
размеры передачи:
Углы делительного конуса:
Внешние делительные диаметры, мм:
Внешние диаметры окружностей
выступов, мм:
Внешние диаметры окружностей впадин,
мм:
Внешнее конусное расстояние, мм:
.
Ширина зубчатого венца, мм:
.
Среднее конусное расстояние, мм:
.
Средние делительные диаметры, мм:
Средний модуль, мм:
Коэффициент ширины колеса по
среднему диаметру:
2.4 Проверочные расчеты конической
передачи
Определяем среднюю окружную
скорость, м/с:
Назначаем степень точности
изготовления колес - 8.
Условие прочности зубьев по
контактным напряжениям
МПа.
Недогрузка 2,9%.
Условие прочности зубьев по
напряжениям изгиба.
Приведенное число зубьев:
Определяем по ГОСТ 21354
коэффициенты формы зуба и
Проводят сравнительную оценку
прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса
,
.
Определяем коэффициент нагрузки при
изгибе:
где =1,0-коэффициент, учитывающий
неравномерность распределения нагрузки между зубьями;
- коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки по ширине венца;
- коэффициент динамичности.
Проверяем условие прочности зубьев
на изгиб:
,
2.5 Определение сил, действующих в
зацеплении, Н
Окружные силы:
где Т1 и Т2 - вращающие моменты на
шестерне и колесе, Н·мм;
и - средние диаметры шестерни и
колеса, мм.
Осевая сила шестерни равна радиальной
силе колеса:
где α = 20о - угол
зацепления.
Радиальная сила шестерни равна
осевой силе колеса:
Сила нормального давления:
3. Расчет открытой передачи привода
.1 Определение шага цепи
Число зубьев звездочки:
ведущей: ;
ведомой: .
Вычисляют шаг цепи:
мм,
По полученному значению шага цепи t
принимаем согласно ГОСТ 13568 стандартную величину шага цепи.
Проверяют условия:
м/с;
Определение геометрических параметров
цепной передачи
Определяем число звеньев цепи:
Уточняем межосевое расстояние:
мм.
Определяем делительные “ d “ и
наружные “ De ” диаметры звездочек:
4. Компоновка редуктора
.1 Ориентировочный расчет валов
Расчет быстроходного вала
Рисунок 4.1 - Эскиз быстроходного
вала
Расчет валов из условия прочности на
кручение:
где =12 ... 20 МПа;
В соответствии с ГОСТ 1208066, мы
округлили диаметры до кратных значений, 2 или 5.
,
,
,
где r - радиус фаски подшипника.
Рисунок 4.2 - Эскиз тихоходного вала
4.2 Ориентировочный расчет
подшипников
Предварительно выбираем подшипники
легкой серии из числа стандартных в зависимости от посадочных диаметров валов
(табл. 4.1) [4. стр.393. таб. П.3] .
Выбираем:
для быстроходного вала - роликовые
конические однорядные ГОСТ 333-79. Обозначение 7209;
для тихоходного - роликовые
конические однорядные ГОСТ 333-79. Обозначение 7211;
Таблица 4.1 - Подшипники качения
Обозначение
|
Размеры,
мм
|
Грузоподъем,
кН
|
Вал
|
|
d
|
D
|
r
|
Т
|
C
|
C0
|
|
7209
|
45
|
85
|
2,0
|
21
|
42,7
|
33,4
|
Быстр
|
7211
|
55
|
100
|
2,5
|
23
|
57,9
|
46,1
|
Тих
|
4.3 Расчет корпуса редуктора
Толщина стенки корпуса редуктора
Толщина стенки крышки редуктора
Толщина верхнего пояса (фланца)
корпуса:
Толщина нижнего пояса (фланца)
крышки корпуса:
Толщина нижнего пояса корпуса без
бобышки:
Диаметр фундаментных болтов (их
число 4):
;
Диаметр болтов у подшипников
Диаметр болтов у подшипников и
соединяющих основание корпуса с крышкой соответственно:
;
Размеры штифта:
;
Наименьший зазор между наружной
поверхностью колеса и стенкой корпуса: (по торцам и по диаметру
соответственно): ;
4.4 Расчет формы зубчатого колеса
Данные о форме зубчатого колеса
представлены в табл. 4.2:
Таблица 4.2 - Зубчатое колесо
Элемент
колеса
|
Размер
|
|
Обод
|
Диаметр
|
|
|
Толщина
|
|
Ширина
|
|
Ступица
|
Диам.
внутр.
|
|
|
Диам.
наруж.
|
|
|
Толщина
|
|
|
Длина
|
|
Диск
|
Толщина
|
|
|
Радиусы
закруглений и уклон
|
|
|
Отверстия
|
D=25
|
f=2
- размер фаски на торцах зубьев. .
|
5. Смазка редуктора
.1 Выбор смазки редуктора
Смазка зубчатых зацеплений и подшипников
уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев двигателей.
Применяем непрерывное смазывание жидким маслом
картерным непроточным способом (окунанием) в зубчатых зацеплениях.
Подшипники смазываются этим же маслом путем
разбрызгивания, образования масляного тумана и растекания масла по валам.
Определив вид смазывания зацепления и
подшипников, выберем тип масла [4. стр. 253. таб. 10.8]:
Рекомендуемый сорт масла: И-30А (индустриальное,
без присадок, класс кинематической вязкости - 28).
5.2 Расчет требуемого объема масла
Расчетный объем:
Здесь h=35 мм; b=80 мм; a=300 мм.
литров.
мм33,4 л.
Необходимый обьем:= (0,25-0,5)·1 кВт
= 0,5·5,5 = 2,75 ≈ 3 л.
6. Сборка редуктора
Сборку редуктора начинаем с валов.
Насаживаем каждую деталь на вал в том порядке, в каком она должна следовать
(смотреть по чертежу).
После того, как на каждом валу были
установлены все детали (зубчатое колес, втулки, кольца, подшипники, и др.),
устанавливаем валы в корпус редуктора таким образом, чтобы концы крышек вошли в
пазы корпуса.
Верхний фланец покрыть слоем
герметика и закрепить на нем крышку редуктора с помощью двух конических
штифтов.
Прикрутить крышку редуктора.
Через смотровое окно в корпусе
редуктора залить масло и провести пробный запуск, предварительно закрепив
редуктор на раме, а саму раму на полу рабочего цеха.
Список использованных источников
1.
Решетов С.Ю., Клещарева Г.А., Кушнаренко В.М., Кинематический расчет силового
привода: Методические указания по курсовому проектированию для студентов
инженерно-технических специальностей. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005.-29с.
.Чирков
Ю.А., Узяков Р.Н., Васильев Н.Ф., Ставишенко В.Г., Решетов С.Ю., Расчет
закрытых передач: Методические указания по расчету передач в курсовых проектах.
- Оренбург:ГОУ ОГУ, 2006.-34с.
.
Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Конструирование узлов и деталей машин. - М.: «Высшая
школа», 1985.-416с.
.
«Проектирование механических передач»: Учебно-справочное пособие для втузов/ С.
А. Чернавский, Г. А. Снесарев, Б. С. Козинцов и др. - 5-е изд., перераб. и доп.
- М.: Машиностроение, 1984. - 560 с., ил.
.
Кушнаренко В.М., Ковалевский В.П., Чирков Ю.А., Основы проектирования
передаточных механизмов: Учебное пособие для студентов высших учебных
заведений. - Оренбург: РИК ГОУ ОГУ, 2003.-251с.
.
Шейнблит А.Е., Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для
техникумов. - М.: «Высшая школа», 1991.-432с.
.
Стандарт предприятия: Общие требования и правила оформления выпускных
квалификационных работ, курсовых проектов (работ), отчетов по РГР, по УИРС, по
производственной практике и рефератов. - М.: ОГУ, 2000. - 62с.
.
Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся
машиностроительных специальностей техникумов/ Чернавский С.А., Боков К.Н.,
Чернин И.М. - М.: Машиностроение, 1988.-416с.
.
Цехнович Л.И., Петриченко И.П., Атлас конструкций редукторов: Учебное пособие.
- К.:»Выща школа», 1990.-151с.
.
Чирков Ю.А., Узяков Р.Н., Васильев Н.Ф., Расчет подшипников качения в курсовых
проектах для студентов немеханических специальностей. - Оренбург: ГОУ ОГУ,
2004.-15с.
.
Кушнаренко В.М., Фот А.П., Ковалевский В.П., Валы передач: Методические
указания для студентов. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 1989.-55с.