Проектирование привода одноступенчатого горизонтального цилиндрического прямозубого редуктора и цепной передачи

Из пункта 2.3 рис 2.Dв1=55 мм;Из пункта 2.1крутящий момента ведущем валу: Т1=302,5∙103 Нмм;По табл.(8.9) выбираем сечение шпонки; b× h=16×10мм;t1=6мм; длина шпонки выбираем по длине ступицы полу муфтуМУВП.По стр. 277 ГОСТ 21424-75.Таблица 3 – Параметры муфты.[T]Ddl1lтипIIIIIIисполнитель1212121271055, 56190110100055, 56220110Муфта выбирается в зависимости от крутящего момента должно выполняться условие: Трасч< [Т], а также по диаметру вала: 302,5кНмм< 710 кН·мм.Принимаем муфту с цилиндрическим отверстием I, на длинных концах валов 1.Длина шпонки выбирается по примечанию табл. 8.9 стр. 169 по рекомендации.lшп=÷(-10),110÷100 мм.Принимаем =100 мм.Условие прочности на смятие выполнено.Ведомый вал.Шпонки установлены под колесом и звездочкой, т.к. диаметр вала под звездочкой меньше.Рассчитываем шпонку под звездочкой из пункта 2.3 рис.3.Dв2= 75 мм;Из пункта 2.1 крутящий момента ведущем валу: Т1=1512,5∙103 Нмм;По табл.(8.9) выбираем сечение шпонки; b× h=20×12мм;t1=7,5мм;Из пункта 2.6lзв=100 мм.Принимаем длину шпонки по рекомендации:lшп=÷(-10),100÷90 мм.Принимаем =100 мм.Условие прочности на смятие выполнено.2.11 Уточненный расчет валов.Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения по от нулевому (пульсирующему). Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений исправлений их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена приs≥[s].Будем производить расчёт предположительно опасных сечений каждого из валов.Ведущий вал.Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение. По табл.(3.3) при диаметре заготовки до 90 мм (в нашем случае da1=68 мм) среднее значение σв=780 МПа.Предел выносливости при симметричном цикле изгиба (65)Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряженийСечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.Коэффициент запаса прочности: (66)где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла:(67)При dв1=55мм; b=16мм; t1=6мм по табл. (8.5):(68)Принимаем kτ=1,68 по табл.(8.5), ετ≈0,73 по табл.(8.5) и ψτ≈0,1ГОСТ 16162 -78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной консольной нагрузки, приложений в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для одноступенчатых зубчатых редукторов на быстроходном валу должна быть при 71∙103 Н*мм <ТБ<710∙103Нмм.Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты ɭ=110мм, получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки:Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:=,(69)== 1,1 МПа.,(70)= 147,2.Результирующий коэффициент запаса прочности(71).Получился близкий к коэффициенту запаса sτ=36,34. Это незначительное расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов рассчитанные по крутящему моменту и согласованные с расточками стандартных полумуфт, оказываются прочными и что учёт консольной нагрузки не вносит существенных изменений. Надо сказать и о том, что фактическое расхождение будет ещё меньше, так как посадочная часть вала обычно бывает короче чем длина полумуфты, что уменьшает значение изгибающего момента и нормальных напряжений. Такой большой коэффициент запаса прочности (36,34 или 35,31) объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя. По той же причине проверять прочность в сечениях Б-Б и В-В нет необходимости. Ведомый вал.Материал вала – сталь 45 нормализованная; σв=570 МПа табл.(3.3).Пределы выносливости σ-1=0,43*570=246 МПа и τ-1=0,58*246=142 МПа.Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении 90мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки табл.(8.5): kσ=1,59 и kτ=1,49; масштабные факторы εσ=0,72; ετ=0,61 табл.(8.8); коэффициенты ψσ≈0,15 и ψτ≈0,1.Крутящий момент Т2=1512,5∙103 Н*мм.Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:Мʹ= 111,6∙103 Нмм;Изгибающий момент в вертикальной плоскости:=Суммарный изгибающий момент в сечении А-А:Момент сопротивления кручения (d=90 мм; b=20 мм; t1=7,5 мм):,(72).Момент сопротивления изгиба табл. (8.5):,(73),.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:, (74)Амплитуда нормальных напряжений изгиба:,(75)среднее напряжение σm=0.Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям,.Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:.Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:,..Сечение К-К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом табл.(8.7)Изгибающий моменты:, (76).Осевой момент сопротивления:,(77).Амплитуда нормальных напряжений:,(78).Полярный момент сопротивления:,(79).Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:,(80).Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:,(81)Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:,.Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения К-К,.Сечение Л-Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от Ø 85мм к Ø 75мм: при коэффициенты концентрации напряжений по табл. (8.2). Масштабные факторы по табл.(8.8) Внутренние силовые факторы те же, что и для сечения К-К.Осевой момент сопротивления сечения:.Амплитуда нормальных напряжений:.Полярный момент сопротивления:.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:.Коэффициенты запаса прочности:Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Л-Л:Сечение Б-Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки по табл. (8.5): ; .Изгибающий момент (положим х1=60 мм):,.Момент сопротивления сечения нетто при b=20мм и t1=7,5мм:.Амплитуда нормальных напряжений изгиба:,.Момент сопротивления кручению сечения нетто:.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:.Коэффициент запаса прочности:..Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б:.Таблица 4. Сведём результаты проверки в таблицу:СечениеА-АК-КЛ-ЛБ-БКоэффициент запаса s47,36,024,39,5Во всех сечениях s>[s].2.12 Вычерчивание редуктора.Редуктор вычерчивается в двух проекциях на листе формата А1 (594×841мм), в масштабе 1:1 с основной подписью и спецификацией (см. с. 319-321). 2.13 Посадка зубчатого колеса, звёздочки и подшипников.Посадки назначают в соответствии с указаниями данными в табл.(10.13)Посадка зубчатого колеса на вал Посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора H7/h6.Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Отклонение отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.Остальные посадки назначаем пользуясь данными табл.(10.13)2.14 Выбор сорта масла.Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло заливаемое внутрь корпуса до уровня обеспечивающего погружения колеса примерно на 10 мм. Объём масленой ванны V определяем из расчёта 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности: V=0,25∙37≈ 9,3 дм3.По табл. (10.8) устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σН=392 МПа и скорости υ=6,27 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28*10-6 м2/с. По табл.(10.10) принимаем масло индустриальное И-30А (по ГОСТ 20799-75*).Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 табл.(9.14), периодически пополняем его шприцем через пресс-маслёнки.2.15 Сборка редуктора.Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до80-100°С;в ведомый вал закладывают шпонку 18×11×70 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают звездочку и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.Литература.Основные источники:ОИ 1.Техническая механика [Электронный ресурс] : Учебник / Г.Г. Сафонова, Т.Ю. Артюховская, Д.А. Ермаков. - М.: ИНФРА-М, 2009. - 320 с.- Режим доступа: http://znanium.com/bookread.php?book=164560 ОИ 2. Вереина Л.И. Техническая механика [Текст]: учебник для СПО -М., Академия, 2010.Нормативно-правовые источники:НПИ 1Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В3х томах-4-е изд., доп.- М., Машиностроение, 2006 -504сДополнительные источники:ДИ 1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В3х томах-4-е изд., доп.- М., Машиностроение, 2006.ДИ 2 .Аркуша А.И. Техническая механика. Руководство к решению задач по теоретической механике [Текст]: учеб.для ССУЗ.-4-е изд., испр.-М. Высшая школа, 2005. ДИ 3. Аркуша А.И. Техническая механика. Теоретическая механика и сопротивление материалов [Текст]: учеб.для ССУЗ.-7-е изд., испр.-М. Высшая школа, 2008ДИ 4. Гулиа Н.В. Детали машин [Текст]: учебник для СПО.- М., Академия, 2004.ДИ 5. Дунаев П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование [Текст]: уч. пос. для СПО.-5-е изд., доп. - М., Машиностроение, 2004.ДИ 6. Курсовое проектирование деталей машин [Текст]: учебник для техникумов (под ред. Чернавского С.А). изд 3-е., переработ. и доп.-М., Машиностроение, 2005. ДИ 7. Мархель И.И. Детали машин [Текст]: учеб.пос. для СПО.-М.,Форум, 2005. ДИ 8. Серебреницкий П.П. Краткий справочник технолога-машиностроителя. Политехника, 2007.ДИ 9. Хруничев Т.В. Детали машин. Типовые расчеты на прочность [Текст]: уч. пос. для СПО.- М., Форум-Инфра, 2007.