КП год. Специальность. Группа. Раздел. ПЗ изм. Лист № докум.                         Подпись дата

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

22

𝑙1 = (1,0… 1,2) ∙ 𝑑1 - под открытую передачу

𝑙1 =

Принимаю 𝑙1ш =

Принимаю 𝑙1к =

[7, с.27, табл. №11]

[7, с.27, табл. №11]

4.3.2. Диаметр вала под подшипник и уплотнение крышки с отверстием:

𝑑2 = 𝑑1 + 2 ∙ 𝑡 , где t значение высоты буртика [7, с.28, табл. №16]

𝑑2ш =

Принимаю 𝑑2ш =                  [7, с.29, табл. №17]

𝑑2к =

Принимаю 𝑑2к =               [7, с.29, табл. №17]

Длина вала:

𝑙2ш = 1,5 ∙ 𝑑2 - вал- шестерня цилиндрическая

𝑙2ш =

𝑙2к = 1,25 ∙ 𝑑2 - вал колеса

𝑙2к =

Принимаю 𝑙2ш =

Принимаю 𝑙2к =

[7, с.27, табл. №11]

[7, с.27, табл. №11]

4.3.3. Диаметр вала под шестерню, колесо:

𝑑3 = 𝑑2 + 3,2 ∙ 𝑟 , где r координата фаски подшипника [7, с.28, табл. №16]

𝑑3ш =

Принимаю  𝑑3ш =                                  [7, с.29, табл. №18]

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

23

𝑑3к =

Принимаю  𝑑3к =                                  [7, с.29, табл. №18]

4.3.4. Решение вопроса о конструкции вала- шестерни [7, с.29, табл. №19]

Расстояние Х от впадины зуба до шпоночного паза:

Х = 𝑑𝑓1 − 𝑑3ш − 𝑡в

Х=

Х ≤ 2,5m - вал- шестерня

х> 2,5m - насадная шестерня

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

24

5. Конструктивные размеры зубчатой пары. Составление расчетной схемы нагружения валов.

5.1. Шестерни конструируют в двух исполнениях: отдельно от вала (насадная шестерня) и как одно целое с валом (вал-шестерня).

Зубчатые колёса состоят из обода, несущего зубья; ступицы, насаживаемой на вал, и диска, соединяющего обод со ступицей.

5.1.1. Определение размеров зубчатых металлических колёс

Параметр

Шестерня (насадная)

Диаметр ступицы стальных колёс

𝑑ст = 1,6 ∙ 𝑑в =

Длина ступицы

𝑙ст = (1,2… 1,5) ∙ 𝑑в =

Толщина обода цилиндрических колёс

𝛿0 = (2,5…4) ∙ 𝑚 =

но при соблюдении условия 𝛿0 ≥ 8мм

Толщина диска штампованных колёс

С = (0,2… 0,3) ∙ 𝑏 =

Внутренний диаметр обода

𝐷𝑜 = 𝑑𝑎 − (𝛿𝑜 + ℎ) = ℎ = 2,25𝑚 =

Толщина ребер

𝑆 = 0,8 ∙ 𝐶 =

Фаска

𝑛 = 0,5 ∙ 𝑚 =

5.1.2. Определение размеров зубчатых металлических колёс

Параметр

Колесо

Диаметр ступицы стальных колёс

𝑑ст = 1,6 ∙ 𝑑в =

Длина ступицы

𝑙ст = (1,2… 1,5) ∙ 𝑑в =

Толщина обода цилиндрических колёс

𝛿0 = (2,5…4) ∙ 𝑚 =

но при соблюдении условия 𝛿0 ≥ 8мм

Толщина диска штампованных колёс

С = (0,2… 0,3) ∙ 𝑏 =

Внутренний диаметр обода

𝐷𝑜 = 𝑑𝑎 − (𝛿𝑜 + ℎ) = ℎ = 2,25𝑚 =

Выясняем надо ли, делать облегчающие отверстия в зубчатых колёсах;

для этого проверяем, соблюдается ли условие

𝑑𝑓/𝑑в ≤ 2,5

Диаметр центровой окружности

𝐷𝑜тв = 0,5 ∙ (𝐷𝑜 + 𝑑ст) =

Диаметр отверстий

dотв = (Do -dст )/4 =

Число отверстий

принимаем n=

Толщина ребер

𝑆 = 0,8 ∙ 𝐶 =

Фаска

𝑛 = 0,5 ∙ 𝑚 =

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

25

𝑤

d

1                             𝑤

Параметры

Ориентировочные соотношения (размеры, мм)

Толщина стенки корпуса и

крышки редуктора одноступенчатого цилиндрического

𝛿 = (0,025 ∙ 𝑎 + 1) = 𝛿1 = (0,025 ∙ 𝑎𝑤 + 1) =

min = 8,0мм

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса

b=1,5∙δ=

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса

b1=1,5∙δ1=

Толщина нижнего пояса корпуса:

без бобышки

при наличии бобышки

p=2,35∙δ=

p1=1,5∙δ1=

p2=(2,25-2,75)∙δ=

Толщина рёбер основания корпуса

m=(0,85 – 1)∙δ=

Толщина рёбер крышки

m1=(0,85 – 1)∙δ1=

Диаметр фундаментных болтов (их число z > 4)

𝑑 = (0,036 ∙ 𝑎 + 12) = Принимаю М

Диаметр болтов у подшипников,

соединяющих основание корпуса с крышкой [7, с.29, табл. №20]

d2= 0,75 d1= Принимаю М

d3 =( 0,5 – 0,6) d1= Принимаю М

Винты (болты) крепления крышки подшипника d

Число винтов (болтов) n

принимаю М …….

принимаю n = ……

Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса по диаметру

по торцам

A=(1 – 1,2)∙δ=

A1=A

Для повышения жёсткости служат рёбра, располагаемые у приливов, под подшипники. Корпус выполняют разъемным, состоящим из основания (его иногда называют картером) и крышки. Полость разъема проходит через оси валов.

В вертикальных цилиндрических редукторах разъёмы делают по двум и даже по трём плоскостям.

Материал корпуса чугун СЧ10

5.2.1. Основные элементы корпуса из чугуна

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

26

5.3. Предварительно выбираем подшипники [7, с.30, табл. №21]

5.3. Данные подшипников.

Вал

Размер в мм.

Условное обозначен ие подшипни ка

Грузоподъёмность,кН

Диаметр в

Подшипник

Динамичес

- Статическая Со

месте посадки подшипника

Ширина В, мм

Диаметр наружного кольца D, мм

кая С

Ведущий

Ведомый

5.4. Определение расстояния между точками приложения реакций опор подшипников L (мм)

L =lст +2А+ В=

lст- длина ступицы колеса

А – зазор между боковой поверхностью ступицы колеса и стенкой корпуса редуктора

В – ширина подшипника ведомого вала

5.5. Предварительная компоновка горизонтального (вертикального) редуктора

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

27

5.6. Изображаем схемы вала шестерни и вала колеса редуктора с указанием сил, возникающих в зацеплении.

Схема нагружения валов цилиндрического одноступенчатого редуктора.

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

28

𝑡         𝑡

𝑑

𝐹    𝐹

𝑟         𝑟          𝑡

𝑟         𝑟          𝑡

𝐹    𝐹

𝑎         𝑎         𝑡

𝐹     𝐹

𝑡1 = 𝑡2 =

где 𝑑2 =            - диаметр делительной окружности колеса, 𝑇 =                - вращающий момент на тихоходном валу.

5.6.2. Радиальное усилие Fr: для прямозубых передач

𝐹 1 = 𝐹 2 = 𝐹 2 ∙ 𝑡𝑔𝛼

𝛼 = 20𝑜– угол зацепления; для косозубых передач

𝐹 1 = 𝐹 2 = 𝐹 2 ∙ 𝑡𝑔𝛼/𝑐𝑜𝑠𝛽

𝛽- угол наклона зубьев в косозубых передачах;

𝑟1 = 𝑟2 =

5.6.3. Осевое усилие Fa определяется только для косозубых передач:

𝐹 1 = 𝐹 2 = 𝐹 2 ∙ 𝑡𝑔𝛼

𝑎1 = 𝑎2 =

Осевая сила в прямозубом и шевронном зацеплениях Fa=0

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

29

r    a

F

2          2

2          2

2        2

t    r    a

Подбор подшипников производится по расчётам отдельно для быстроходного и тихоходного валов.

Шестерня

6.1.1. Вычерчиваем расчётную схему вала в соответствии с выполненной схемой нагружения валов.

6.1.2. Выписываем исходные данные для расчёта: t ,F ,F .; L - расстояние между точками приложения реакций;

d – диаметр делительной окружности.

6.1.3. Определяем реакции в опорах подшипников в горизонтальной плоскости 𝑅𝐴𝑋; 𝑅𝐵𝑋

6.1.4. Строим эпюру изгибающего момента в горизонтальной плоскости МГ.

6.1.5. Определяем реакции в опорах подшипников в вертикальной плоскости 𝑅𝐴𝑌; 𝑅𝐵𝑌

6.1.6. Строим эпюру изгибающего момента в вертикальной плоскости МВ.

6.1.7. Определяем суммарные реакции опор

𝑅𝐴 = √𝑅𝐴𝑋 + 𝑅𝐴𝑌       𝑅𝐵 = √𝑅𝐵𝑋 + 𝑅𝐵𝑌

6.1.8.Определяем суммарный изгибающий момент  𝑀𝑢 = √𝑀Г + МВ

6.1.9. Определяем крутящий момент на валу и строим эпюру 𝑀К

6.1.10. Определяем эквивалентный момент и стоим эпюру 𝑀𝑉 = √𝑀𝑢 + МК

Колесо

6.2.1. Вычерчиваем расчётную схему вала в соответствии с выполненной схемой нагружения валов.

6.2.2. Выписываем исходные данные для расчёта: F,F ,F .;

L - расстояние между точками приложения реакций; d – диаметр делительной окружности.

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

30

2          2

2           2

2        2

6.2.4. Строим эпюру изгибающего момента в горизонтальной плоскости МГ.

6.2.5. Определяем реакции в опорах подшипников в вертикальной плоскости 𝑅𝐶𝑌; 𝑅𝐷𝑌

6.2.6. Строим эпюру изгибающего момента в вертикальной плоскости МВ.

6.2.7. Определяем суммарные реакции опор

𝑅𝐶 = √𝑅𝐶𝑋 + 𝑅𝐶𝑌      𝑅𝐷 = √𝑅𝐷𝑋 + 𝑅𝐷𝑌

6.2.8. Определяем суммарный изгибающий момент 𝑀𝑢 = √𝑀Г + МВ

6.2.9. Определяем крутящий момент на валу и строим эпюру 𝑀К

6.2.10. Определяем эквивалентный момент и стоим эпюру 𝑀𝑉 = √𝑀𝑢 + МК

Строим эпюры

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

31

w

𝑎

Для подбора типоразмера подшипника требуемый коэффициент работоспособности подшипника, определяем по формуле:

𝐶тр = 0,2 ∙ 𝑄(𝜔 ∙ ℎ)0,3

𝐶трш = 0,2 ∙

𝐶трк = 0,2 ∙

где Q – расчётная нагрузка, воспринимаемая подшипником; - угловая скорость вращения

h – 5000 часов – рекомендуемая долговечность подшипника. Приведённую нагрузку на подшипник определяют по формуле:

для косозубой передачи 𝑄 = (𝑅 ∙ 𝐾𝐾 + 𝑞 ∙ 𝑅𝑎) ∙ 𝐾𝛿 ∙ 𝐾Т

Qш=

Qк=

для прямозубой передачи 𝑄 = 𝑉 ∙ 𝑅 ∙ 𝐾𝛿 ∙ 𝐾Т

Qш=

Qк=

где, R =          – радиальная нагрузка на опору равная Fr , Ra =          - осевая нагрузка на опору 𝑅𝑎 = 𝐹

KK =        - при вращающемся ……………………. Kб =           - коэффициент безопасности;

КТ = 1      - температурный коэффициент; V = 1        - коэффициент вращения;

q=          - коэффициент осевой нагрузки

6.3.1. Окончательный выбор подшипников [7, с.30, табл. №21]

Вал

Характеристика подшипника

Коэффициент работоспособност и

Условное обозначение

d

D

B

Сr , kН

СТР , kН

Ведущий

Ведомый

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

32

]

s

𝜎 =                  ≤ 𝜎

[ ]

ш

ш

𝑏

ш

𝜎

𝜎

𝑊

И

И

7.1. Зубчатые колёса в редукторе соединяются с валами при помощи призматических шпонок.

Допускаемое напряжение на смятие [ см =110МПа.

2 ∙ Мк ∙ 103

см      𝑑3 ∙ 𝐿𝑝 ∙ 𝑡2                 см

где, Мк=

𝑑3=

- крутящий момент на тихоходном валу

- диаметр вала под колесом

𝐿𝑝 = 𝐿ш − 2 ∙ 𝑟 , где 𝐿ш- длина шпонки;

𝐿ш=

𝐿ш = 𝐿ст − 10 =

𝑟 = 2 =                     - радиус закругления торца шпонки;

𝑏ш =             - ширина шпонки;

𝑡2 =              - глубина паза в вале [7, с.29, табл. №19]

смш =

смк =

7.2. Проверочный расчёт для ведущего и ведомого валов выполняем исходя из условия статической прочности

𝜎и = М𝑉∙103 ≤ [𝜎И],

где𝑊 ≈ 0,1 ∙ 𝑑3 - осевой момент сопротивления опасного сечения ведущего и ведомого валов.

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

33

И

И

𝑊 к ≈ 0,1

𝜎иш =

𝜎ик =

7.3. Выбор сорта масла.

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатогоколеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объём масляной ванны

V определяем из расчёта 0,25 дм2 масла на 1 кВт передаваемой мощности:

𝑉 = 0,25 ∙ 𝑃        𝑉 =                            дм3.

По таблице устанавливаем вязкость масла [7, с.33, табл. №22]. При контактных напряжениях 𝜎𝐻 =           МПа и скорости V =   м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна ______ м/с.

По таблице принимаем масло индустриальное _____________ (по ГОСТ 20799-75) [7, с.33, табл. №23].

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом ____________периодически пополняем его шприцем через пресс-маслёнки [7, с.33, табл. №24].

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

34

𝐺

Экономическим показателем совершенства конструкции служит сила тяжести узла, приходящаяся на единицу вращающего момента на выходном валу.

Определяем металлоемкость редуктора

𝐽 = 𝑇 =

где G =          - сила тяжести редуктора, Н [7, с.34, рис. №1]. Т =         - вращающий момент на тихоходном валу, Н.м

В редукторах общего машиностроения условие экономичности имеет вид

J ≤ [ J] Принимаем [ J] = 3

Условие экономичности соблюдается Масса редуктора, кг:

m=G/g=

где G = - сила тяжести редуктора, Н;

g =9,81 - ускорение свободного падения тел, м/с2;

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

35

Литература

КП год. специальность. группа. раздел. ПЗ Изм. Лист № докум.                        Подпись Дата

Лист

36

Спецификация

Разработал: преподаватель высшей категории Марчук Сергей Никитич

Рассмотрена и одобрена на заседании методической

комиссии общетехнических дисциплин.

Протокол № ___ от_______________ г.

Председатель цикловой комиссии _____ Я.А.Родевальд

Познавательные статьи:



Алгоритмические операторы Matlab

Конструирование и порядок расчёта дорожной одежды

Исследования учёных: почему помогают молитвы?

Почему терпят неудачу многие предприниматели?