|
|
Определение основных геометрических параметров зубчатого зацепленияПредварительное значение межосевого расстояния:
где
Определяем модуль зацепления:
Принимаем стандартный модуль зацепления: Геометрические размеры колес:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Диаметры вершин:
 ;
 .
Диаметры впадин:
 ;
 .
Межосевое расстояние:
 .
Ширина зубчатого венца зубчатого колеса:
Ширина зубчатого венца шестерни:
2.3. Проверочный расчет зубчатых колес
2.3.1. Определение усилий в зацеплении
Окружное усилие:
 ;
Радиальное усилие:
 ;
Осевое усилие:
 ;
2.3.2. Проверочный расчет по контактным напряжениям
Определяем окружную скорость колес:
 ;
По табл.9.9 назначаем 8-ю степень точности передачи.
Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении (особой точности не требуется):
 ;
Коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев (табл.9.12)
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Коэффициент внешней динамической нагрузки:
Коэффициент:  .
Удельная окружная сила:
 ;
Контактное напряжение:
 ;
где коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев:
 ;
 .
Коэффициент, учитывающий форму сопряженных поверхностей:
 ;
Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов колёс:
 ;
Контактное напряжение в зацеплении должно быть меньше допустимого:
 - условие выполняется.
2.3.3. Проверочный расчет по напряжения изгиба
Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении определяется по таблице 9.13.:
 ;
Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца для изгибной прочности по табл.9.11.:
 ;
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Коэффициент учитывающий не равномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев:
 ;
Удельная окружная сила при изгибе:
 ;
Коэффициент учитывающий форму зуба, в зависимости от эквивалентного числа зубьев при х=0:
 ;
 ;
По эквивалентному числу зубьев   и по эквивалентному числу зубьев   .
Коэффициент учитывающий перекрытие зубьев:
 ;
Коэффициент учитывающий наклон зуба:
 ;
Расчетные напряжения изгиба зуба:
 ;
 ;
Условие  выполняется.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3. Предварительный расчет валов редуктора. Выбор и расчет шпоночных соединений. Определение нагрузок на валы редуктора
3.1. Предварительный расчет валов редуктора
3.1.1. Выбор материалов
Материал 1-го вала определяется материалом вал-шестерни- Сталь 40Х; материал 2-го вала- принимаем Сталь 45;
Сталь 45
ТО: улучшение;
Твердость 250НВ;
 ;
 ;
3.1.2. Определение геометрических параметров валов
На данной стадии проектирования производится предварительный расчет диаметров валов исходя из условий прочности на кручение по пониженному допускаемому напряжению 
 - для ведущих/ведомых валов.
Диаметры ведущих/ведомых концов валов необходимо согласовать с посадочными диаметрами муфт и электродвигателей по ГОСТ 12081-72 и ГОСТ 12080-66.
Предварительный расчет ведут по формуле:
 ;
Минимальные диаметры концов ведущего и ведомого валов:
 ;
 ;
Окончательно принимаем  ;  .
3.2. Выбор и расчет шпоночных соединений
Шпоночные соединения, предназначенные в основном для передачи вращательного движения, применяются при отсутствии особых требований к точности центрирования соединяемых деталей.
По форме шпонки разделяются на призматические, клиновые, сегментные и тангенциальные. Призматические и сегментные шпонки создают напряженные соединения ступицы детали с валом, клиновые и тангенциальные- напряженные (при их монтаже) соединения, в которых рабочие поверхности
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Шпонки и сопряженных с ней деталей находятся в напряженном состоянии ещё до передачи нагрузки. В таких соединениях наблюдается перекос деталей при забивке шпонки в пазы вала и ступицы, и поэтому область их применения ограничена.
Размеры сечения шпонок и пазов выбирают в зависимости от диаметра вала, длину шпонки – исходя из длины ступицы(несколько меньше ступицы).
Материал шпонок – обычно Ст6, стали45,30 и другие с пределом прочности не ниже 590 Мпа.
Наиболее распространенные соединения с призматическими шпонками.
Призматические шпонки рассчитываются на смятие рабочих граней и срез.
Для всех шпоночных соединений принимаем призматические шпонки со скругленными концами ГОСТ 23360-78. Материал шпонки – сталь чистотянутая для шпонок по ГОСТ 8787-68.
Вал№1
Посадка на хвостовик вала.
Геометрические параметры:
Диаметр вала  ;
Шпонка  ГОСТ 23360-78,
где  – ширина шпонки, мм;
 – высота шпонки, мм;
 – длина шпонки, мм;
Глубина паза вала  ;
Глубина паза втулки  ;
Предел смятия  – для стали;
Допускаемое напряжение среза  – для стали.
Определяем напряжения смятия шпонки:
 ;
 ;
Расчеты показывают, что прочность шпонки на смятие и на срез обеспечена.
Вал №2
Посадка зубчатого колеса на тихоходный вал.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Вал №2
Посадка зубчатого колеса на тихоходный вал.
Геометрические параметры:
Диаметр вала  ;
Шпонка  ГОСТ 23360-78,
где – ширина шпонки, мм;
– высота шпонки, мм;
– длина шпонки, мм;
Глубина паза вала  ;
Глубина паза втулки  ;
Предел смятия – для стали;
Допускаемое напряжение среза – для стали.
Определяем напряжения смятия шпонки:
 ;
 ;
Расчеты показывают, что прочность шпонки на смятие и на срез обеспечена.
Посадка на хвостовик вала.
Геометрические параметры:
Диаметр вала  ;
Шпонка  ГОСТ 23360-78,
где – ширина шпонки, мм;
– высота шпонки, мм;
– длина шпонки, мм;
Глубина паза вала  ;
Глубина паза втулки  ;
Предел смятия – для стали;
Допускаемое напряжение среза – для стали.
Определяем напряжения смятия шпонки:
 ;
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11.36 10 01.00 ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
;
Расчеты показывают, что прочность шпонки на смятие и на срез обеспечена.
3.3. Определение нагрузок на валы редуктора
Окружные усилия:
 ;
Радиальные усилия:
 ;
Осевые усилия:
 ,
где  - угол профиля.
Рис.1. Схема сил в зацеплении | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Проверочный расчет вала №1
Определяем реакции опор в плоскости ХУ:
Относительно т. В:
Рассмотрим систему в плоскости XZ: т.к. в этой плоскости действует одна сила
Толщина стенки корпуса:
Принимаем Зазор между внутренней боковой стенкой корпуса и торцом шестерни определяют из соотношения: Принимаем
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Проверочный расчет вала №2.
Определяем реакции опор в плоскости ХУ:
Относительно т. D:
Рассмотрим систему в плоскости XZ: т.к. в этой плоскости действует одна сила
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
4. Выбор и проверочный расчет подшипников качения
4.1. Предварительный выбор подшипников
Вал №1:
Исходя из приведенных условий и принятого диаметра конца вала принимаем(конструктивно) подшипники шариковые радиальные однорядные №309 ГОСТ 8338-75: ;  ;  ;  ;  .
Вал №2:
На данном валу между опорами устанавливается косозубое зубчатое цилиндрическое колесо, поэтому тип подшипников и схема фиксации вала аналогичны валу №1.
Принимаем (конструктивно) подшипники шариковые радиальные однорядные №311 ГОСТ 8338-75:  ;  ;  ;  ;  .
4.2. Расчет подшипников по динамической грузоподъемности
Расчет подшипников вала №1
Проведем проверочный расчет подшипников, принятых в п.4.1: подшипники шариковые радиальные однорядные №309 ГОСТ 8338-75: ; ; ; ; .
 ;
В опорах А и В действуют одинаковые нагрузки, поэтому проведем расчет только для одной опоры.
Определим эквивалентную динамическую нагрузку в опоре:
 ;
Рассчитываем соотношение:
 ;
Определяем соотношение:
 ;
Методом интерполяции находим (е):
 , значит  ;  .
 - коэффициент безопасности,
 ;
 - температурный коэффициент,
 при использовании редуктора до  ;
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 - коэффициент вращения при вращении внутреннего кольца подшипника;
Эквивалентная динамическая нагрузка:
 ;
Расчет долговечности:
 ;
 - степень для шариковых подшипников всех типов;
 - частота вращения вала;
 ;
 свыше 12000 ч;
 - условие выполняется.
Расчет подшипников вала №2
Проведем проверочный расчет подшипников, принятых в п.4.1: подшипники шариковые радиальные однорядные №311 ГОСТ 8338-75: ; ; ; ; .
 ;
В опорах С и D действуют одинаковые нагрузки, поэтому проведем расчет только для одной опоры.
Определим эквивалентную динамическую нагрузку в опоре:
;
Рассчитываем соотношение:
 ;
Определяем соотношение:
 ;
Методом интерполяции находим (е):
, значит ;  .
;
при использовании редуктора до ;
- коэффициент вращения при вращении внутреннего кольца подшипника;
Эквивалентная динамическая нагрузка:
 ;
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Расчет долговечности:
;
- степень для шариковых подшипников всех типов;
 - частота вращения вала;
 ;
свыше 12000 ч;
- условие выполняется.
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11.36 10 01.00 ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11.36 10 01.00 ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11.36 10 01.00 ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11.36 10 01.00 ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11.36 10 01.00 ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5. Первый этап компоновки редуктора
Выбираем форму корпуса редуктора – подшипниковые бобышки наружные, крышки подшипниковых узлов – накладные. Материал СЧ15 ГОСТ 1422-85;
Таблица 2. Основные размеры редуктора
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 6. Список литературы 1. Кузьмин А.В. и др. Расчеты деталей машин: справ. пособие/ А.В. Кузьмин, И.М. Чернин, Б.С. Козинцов.-3-е изд., и доп.-Мн.:Выш.шк.,1986.-400 с.: ил. 2. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование: учеб. пособие/ Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда.-Мн.: УП ”Техноприт”, 2001-290с. 3. Курмаз Л.В. Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: справочное учебно-методическое пособие - 3-е изд., исправ.-Москва.:Выш.шк.,2005.-312 с.:ил. 4. Детали машин в примерах и задачах:[учеб.пособие /С.Н. Ничипорчик, М.И. Коженцевский, В.Ф. Калачев и др.]; под общ. ред. С.Н. Ничипорчика.-2-е изд. Мн.: Высшая школа,1981.-432с.,ил. 5. Курсовое проектирование деталей машин: Справ. Пособие. Часть 1: А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др. – Мн.: Высшая школа,1982.-208с.,ил. 6. Устюгов И.И. Детали машин. Издание второе - Москва: Высшая школа 1981. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| БНТУ 31802112.06.00.000ПЗ | Лист | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Изм. | Лист | № документа | Подпись | Дата |
;
;
(для косозубой передачи)
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;
- коэффициент ширины шестерни относительно межосевого расстояния;
;
.
.
;
.
;
;
;
и она симметрично расположена относительно опор А и В, то:
.
;
;
;
;
;
;
- расстояние от торца подшипника вала до торца шестерни.
; принимаем 
.
;
;
;
;
;
;
.
(стр.184,табл.13.1.2)
(стр.156,табл.12.1.1)
- (табл.12.2.2); 
- табл.12.7.3)
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.