Проектирование привода с червячным редуктором и ременной передачей
Кинематический расчет электропривода. Проектирование и расчет червячной передачи. Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба. Расчет плоскоременной передачи, ведущего и ведомого валов. Обоснование выбора подшипников качения, смазки.
Рубрика | Транспорт |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 21.11.2012 |
Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
В мире современных технологий, в мире прогресса, все еще широко используются двигатели и устройства, передающие крутящий момент и частоту вращения с электродвигателя на конечные устройства при помощи редуктора открытого или закрытого типа.
Достоинства редуктора закрытого типа состоят в том, что повышается износостойкость, увеличивается срок эксплуатации механизма за счет смазки, небольшие габариты, увеличение грязеотталкивающей способности механизма.
Недостатки - очень сложны в изготовлении, увеличивается время изготовления деталей и корпуса редуктора, повышается цена изделия.
Поэтому важно правильно спроектировать редуктор, учитывая экономические затраты на производство оборудования и долговечность устройств. При неправильном соотношении можно проиграть в качестве продукции или в больших затратах на изготовление устройств.
Поэтому в высших учебных заведения преследуют очень важную цель подготовить специалистов. Которые после окончания ВУЗов смогут самостоятельно проектировать и разрабатывать любые технологические процессы, исходы из соотношения цена - качество, модернизировать производство, внедрять новые технологии для получения относительно качественных и недорогих продуктов общественной жизни.
1. Кинематический расчет привода
Дано: Pвых=3 кВт; щвых=3 c-1.
1.1 Выбор электродвигателя
Для выбора электродвигателя определим требуемую его мощность Pэ.тр. и частоту вращения nэ.тр..
Требуемую мощность электродвигателя (кВт) найдем по формуле:
где зобщ= зчер•зрем•зм•зп2 - общий КПД;
зчер=0,8 - КПД червячной передачи; зрем=0,96 - КПД ременной передачи;
зм=0,98 - КПД муфты; зп=0,99 - КПД подшипников (две пары).
Требуемую частоту вращения вала электродвигателя nэ.тр определим по формуле:
где ;
uред=18 - передаточное число червячного редуктора;
uрем=3 - передаточное число ременной передачи.
По таблице 24.9 (Дунаев, стр. 459) подбираю электродвигатель с мощностью P, кВт, и частотой вращения n, об/мин, ротора, ближайшими к Pэ.тр. и nэ.тр. электродвигатель АИР100L4: P=4кВт; n=1500об/мин.
Проверка:
Определим общее передаточное число:
Так как в кинематической схеме кроме редуктора имеется ременная передача, уточним передаточное число редуктора:
1.2 Определение вращающих моментов, частот вращения и мощностей на всех валах
Вал двигателя:
Быстроходный вал:
Тихоходный вал (выходной):
Проверка:
=>
Сводная таблица крутящих моментов, частот вращения, мощностей и угловых скоростей валов привода
Параметры |
Вал двигателя |
Быстроходный вал |
Тихоходный вал |
|
Частота вращения, n (об/мин) |
1500 |
500 |
28,6 |
|
Угловая скорость, щ (рад/с) |
157,1 |
52,4 |
2,99 |
|
Мощность, P (кВт) |
4 |
3,8 |
2,84 |
|
Момент, T (Н•м) |
25,5 |
72,7 |
986,3 |
электропривод передача напряжение вал смазка
2. Проектирование и расчет червячной передачи
Исходные данные:
T2 =986,3 - вращающий момент на колесе, Н•м;
n2=28,6 - частота вращения на колесе, мин-1;
u2=17,48 - передаточное число червячной передачи;
Lh =3000 - время работы передачи (ресурс), ч.
2.1 Выбор материала червяка и колеса
Для червяка, с целью получения высоких качественных показателей принимаю по табл. 2.1 (Дунаев, стр. 12) марку стали 20Х с параметрами:
Термообработка |
Предельные размеры заготовки, мм |
Твердость зубьев |
уT, МПа |
|||
Dпр |
Sпр |
в сердцевине |
на поверхности |
|||
Улучшение, цементация и закалка |
200 |
125 |
300-400 HB |
56-63HRC |
800 |
Материалы зубчатых венцов червячных колес отнёс к Группе II - безоловянные бронзы и латуни, т.к.
м/с.
Выбрал материал ЛАЖМц66-6-3-2 с центробежным способом отливки с параметрами:
ув=500МПа, ут=200МПа.
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба
a) Допускаемые контактные напряжения:
,
где т.к. твердость на поверхности витков червяка ?45 HRC.
б) Допускаемые напряжения изгиба для материала зубьев червячного колеса:
,
где - коэффициент долговечности,
- исходное допускаемое напряжение;
По циклограмме нагружения определим:
- суммарное число циклов перемены напряжений
Коэффициент эквивалентности:
Найдем - эквивалентное число циклов нагружения зубьев червячного колеса, т.к. , то принимаю ;
Тогда , и соответственно:
б) Предельные допускаемые напряжения при проверке на максимальную статическую или единичную пиковую нагрузку для материалов группы II:
2.3 Проектный расчет
Межосевое расстояние
Где Ka=610 - для эвольвентных червяков;
=1 - коэффициент концентрации нагрузки при постоянном режиме нагружения.
Полученное расчетом межосевое расстояние округляют в большую сторону до значения приведенного в таблице 24.1 (Дунаев, стр. 452):
Основные параметры червячной передачи.
Определим число витков z1 червяка в зависимости от передаточного числа. Передаточное число червячной передачи (редуктора) uчерв=17,48 (от 14 до 30), следовательно z1=2.
Число зубьев колеса . Округлим до ближайшего целого числа: .
Предварительные значения:
· модуль передачи мм.
Ближайшее к расчетному стандартное значение модуля m=7мм (ряд 2).
· коэффициент диаметра червяка . Минимально допустимое значение q из условия жесткости червяка . Полученные значения q округлим до ближайшего стандартного: q=10 (ряд 1).
· Коэффициент смещения
Значения коэффициента смещения инструмента выбирают по условию неподрезания и незаострения зубьев.
Следовательно червяк является образованным конусом (ZK), т.к. .
· Угол подъема линии витка на цилиндре:
§ делительном
§ начальном
Направление витка правое.
· Фактическое передаточное число
Размеры червяка и колеса.
Диаметр делительный червяка:
;
диаметр вершин витков:
;
диаметр впадин витков:
.
Диаметр делительный колеса:
;
диаметр вершин зубьев:
;
диаметр впадин :
;
Диаметр колеса наибольший:
;
где K=2 - для передачи с червяком ZK. Принимаю
Длина нарезанной части червяка:
Увеличим расчетную длину на 25мм, т.к. m<10мм (для фрезеруемых и шлифуемых червяков): .
Ширина венца червячного колеса для передачи c червяком ZK (при z1?3):
.
2.4 Проверочный расчет
Проверочный расчет передачи на прочность.
Определим скорость скольжения в зацеплении
,
где .
Здесь - окружная скорость на начальном диаметре червяка, м/с; - начальный угол подъема витка.
По полученному значению уточним допускаемое напряжение
Вычислим расчетное напряжение:
где - для передач c нелинейчатыми червяками, образованными конусом (ZK);
Коэффициент нагрузки:
Окружная скорость червячного колеса:
м/с.
Так как м/с, то . Коэффициент концентрации нагрузки:
.
Здесь: - коэффициент деформации червяка (табл. 2.16);
- коэффициент, учитывающий влияние режима работы передачи на приработку зубьев червячного колеса и витков червяка.
Следовательно расчетное напряжение:
- верно.
КПД передачи.
Коэффициент полезного действия червячной передачи:
,
где =10,56 - угол подъема линии витка на начальном цилиндре; =2o30' - приведенный угол трения, определяемый экспериментально с учетом относительных потерь мощности в зацеплении, в опорах и перемешивании масла.
Силы в зацеплении, Н.
Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:
Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:
Радиальная сила:
Рисунок №1. Силы в зацеплении.
Проверка зубьев колеса по напряжениям изгиба.
Расчетное напряжение изгиба:
Здесь - коэффициент нагрузки; - коэффициент формы зуба колеса, который выбираем в зависимости от , следовательно .
Значит: - верно.
Проверочный расчет на прочность зубьев червячного колеса при действии нагрузки.
Проверка зубьев колеса на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента Tпик. Действие пиковых нагрузок оценивают коэффициентом перегрузки
,
где
Проверка на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента:
; - верно.
Проверка зубьев червячного колеса на прочность по напряжениям изгиба при действии пикового момента: ;
- верно.
Тепловой расчет.
Червячный редуктор в связи с невысоким КПД и большим выделением теплоты проверяют на нагрев.
Мощность на червяке: .
Температура нагрева масла (корпуса) при установившемся тепловом режиме без искусственного охлаждения: .
Здесь - коэффициент, учитывающий отвод теплоты от корпуса редуктора в металлическую плиту или раму. - максимальная допустимая температура нагрева масла (зависит от марки масла). В зависимости от межосевого расстояния принимаю площадь A(м2) поверхности охлаждения корпуса . Для чугунных корпусов при естественном охлаждении коэффициент теплоотдачи .
Значит: - верно.
Рисунок №2. Размеры червяка и колеса.
Параметры червячной передачи, мм
Проектный расчет |
||||
Параметр |
Значение |
Параметр |
Значение |
|
Межосевое расстояние aw |
160 |
Ширина зубчатого венца колеса b2 |
63 |
|
Модуль зацепления m |
7 |
Длина нарезаемой части червяка b1 |
252,1 |
|
Коэффициент диаметра червяка q |
10 |
Диаметры червяка: делительный d1 вершин витков da1 впадин витков df1 |
70 84 52,2 |
|
Делительный угол витков червяка , град. |
11,3 |
|||
Число витков червяка z1 |
2 |
Диаметры колеса: делительный d2=dw2 вершин зубьев da2 впадин зубьев df2 наибольший dам2 |
245 264,04 233,24 320 |
|
Число витков колеса z2 |
35 |
|||
Проверочный расчет |
||||
Параметр |
Допускаемые значения |
Расчетные значения |
||
Коэффициент полезного действия з |
0,8 |
0,8 |
||
Контактные напряжения уН, Н/мм2 |
400 |
277,9 |
||
Напряжения изгиба уF, Н/мм2 |
160 |
43,67 |
3. Расчет плоскоременной передачи
3.1 Определить диаметр ведущего шкива d1Р, мм
Из условия долговечности для проектируемых кордшнуровых ремней , где толщину ремня , мм, выбрать по табл. 5.1 (Шейнблит, стр. 80).
Полученное значение округлим до ближайшего стандартного .
Расчетные параметры кордшнурового прорезиненного ремня:
, мм |
, мм |
, Н/мм2 |
, Н/мм2 |
|
2,8 |
100 |
2 |
0,9 |
3.2 Определить диаметр ведомого шкива d2Р, мм
,
где u=3 - передаточное число ременной передачи, - коэффициент скольжения. Полученное значение округлим до ближайшего стандартного .
Определить фактическое передаточное число uф и проверить его отклонение Дu от заданного u.
3.3 Определить ориентировочное межосевое расстояние a, мм
3.4 Определить расчетную длину ремня, мм
Принимаю по стандарту
3.5 Уточним значение межосевого расстояния a по стандартной длине l
3.6 Определим угол обхвата ремнем ведущего шкива , град
3.7 Определим скорость ремня v, м/с.
где [v]=35 м/с - допускаемая скорость; nдв=1500 об/мин - частота вращения ведущего шкива.
3.8 Определим частоту пробегов ремня U, с-1
где - допускаемая частота пробегов; l - стандартная длина ремня.
3.9 Определим окружную силу Ft, Н, передаваемую ремнем
3.10 Определим допускаемую удельную окружную силу [kп], Н/мм2
,
где - допускаемая приведенная удельная окружная сила;
C - поправочные коэффициенты см. табл. 5.2 (Шейнблит).
.
3.11 Определим ширину ремня b, мм
Округлим ширину ремня до стандартного значения .
3.12 Определим площадь поперечного сечения ремня A, мм2
3.13 Определим силу предварительного натяжения ремня F0, Н
,
Где - предварительное напряжение.
3.14 Определим силы натяжения ведущей F1 и ведомой F2 ветвей ремня, Н
;
3.15 Определим силу давления ремня на вал Fоп, Н.
Где - угол обхвата ремнем ведущего шкива.
3.16 Проверим прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви уmax, Н/мм2
Где
а) - напряжение растяжения.
б) - напряжения изгиба,
где - модуль продольной упругости при изгибе для прорезиненных ремней, - диаметр ведущего шкива.
в) ,
где - плотность материала ремня, - скорость ремня.
г) - допускаемое напряжение растяжения.
Значит:
- ремень прочный
Рисунок №3. Геометрические и силовые параметры ременной передачи.
Параметры плоскоременной передачи
Параметр |
Значение |
Параметр |
Значение |
|
Тип ремня |
плоский |
Частота пробегов ремня, U |
2,55c-1 |
|
Межосевое расстояние, a |
665,4мм |
Диаметр ведущего шкива, d1 |
100мм |
|
Толщина ремня, д |
2,8мм |
Диаметр ведомого шкива, d2 |
315мм |
|
Ширина ремня, b |
200мм |
Максимальное напряжение, |
5,32Н/мм2 |
|
Длина ремня, l |
2000мм |
Предварительное натяжение ремня, F0 |
1120Н |
|
Угол обхвата ведущего шкива, б1 |
161,58о |
Сила давления ремня на вал, FОП |
2211,1Н |
4 Эскизное проектирование
5. Предварительный выбор подшипников качения
5.1 Выбор подшипников для вала-червяка
1. Т.к. aw?160мм, то выбираю роликовые конические подшипники типа 7000, средней серии. Схема установки 3 (враспор).
2. Типоразмер подшипника 7307, т.к. d=d2=d4=35мм.
3. Основные параметры подшипников:
Геометрические размеры: d=35мм, D=80мм, T=23мм, с=18мм.
Грузоподъемность: динамическая Cr=48,1кН, статическая C0r=35,3кН.
5.2 Выбор подшипников для вала колеса
1. Роликовые конические подшипники типа 7000, легкой серии. Схема установки 3 (враспор).
2. Типоразмер подшипника 7214, т.к. d=d2=d4=70мм.
3. Основные параметры подшипников:
Геометрические размеры: d=70мм, D=125мм, T=26,5мм, с=21мм.
Грузоподъемность: динамическая Cr=95,9кН, статическая C0r=82,1кН.
6. Расчет валов
6.1 Проектный расчет
Расчет редукторных валов производится в два этапа: 1-й - проектный (приближенный) расчет валов на чистое кручение; 2-й - проверочный (уточненный) расчет валов на прочность по напряжениям изгиба и кручения.
Выбор материала валов.
В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные стали 45, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала.
Механические характеристики стали 45
Термообработка |
Твердость зубьев |
ув |
ут |
у-1 |
|
Поверхности |
Сердцевины |
Н/мм2 |
|||
Нормализация |
179 … 207 HB |
600 |
320 |
260 |
Выбор допускаемых напряжений на кручение.
Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения, т.е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени. Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными: [ф]K=10…20 Н/мм2. Принимаю [ф]K=13 - для быстроходного вала, а [ф]K=18 - для тихоходного вала.
Определение геометрических параметров ступеней валов.
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей.
Определение размеров ступеней вала-червяка.
1-я ступень, под элемент открытой передачи (шкив):
,
где Mk=T=72,7 - крутящий момент на валу, Н·м; [ф]K=13 Н/мм2.
Округлим до ближайшего стандартного .
.
Округлим до ближайшего стандартного .
2-я ступень, под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:
,
где t=2,5 - значение высоты буртика. Округлим до ближайшего стандартного .
.
3-я ступень, под червяк:
,
где r=3 - координата фаски подшипника. Округлим до ближайшего стандартного .
определим графически на эскизной компоновке.
4-ая ступень, под подшипник:
.
Определим размеры ступеней вала колеса.
1-я ступень, под элемент открытой передачи (полумуфту):
,
где Mk=T=986,3 - крутящий момент на валу, Н·м; [ф]K=18 Н/мм2.
Округлим до ближайшего стандартного .
.
Округлим до ближайшего стандартного .
2-я ступень, под уплотнение крышки с отверстием и подшипник:
,
где t=3,3 - значение высоты буртика. Округлим до ближайшего стандартного .
.
Округлим до ближайшего стандартного .
3-я ступень, под колесо:
,
где r=3,5 - координата фаски подшипника. Округлим до ближайшего стандартного .
определим графически на эскизной компановке.
4-ая ступень, под подшипник:
.
.
Округлим до ближайшего стандартного .
Размеры ступеней валов червячного одноступенчатого редуктора
Ступень вала и её размеры d; l |
Вал-червяк |
Вал колеса |
||
1-я под элемент открытой передачи |
d1 |
31мм |
65мм |
|
l1 |
46мм |
98мм |
||
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник |
d2 |
35мм |
70мм |
|
l2 |
70мм |
92мм |
||
3-я под червяк, колесо |
d3 |
46мм |
82мм |
|
l3 |
графически |
графически |
||
4-ая под подшипник |
d4 |
35мм |
70мм |
|
L4 |
41мм |
49мм |
6.2 Проверочный расчет
Основными нагрузками на валы являются силы от передач. В данной работе силы на валы передают через насаженные на них червячное колесо, шкив и полумуфту. При расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины.
Выполняют расчеты валов на статическую прочность и на сопротивление усталости.
Расчет ведущего (быстроходного) вала.
На рисунке №4 изображен вал-червяк, а также расчетная схема и эпюры изгибающих М и крутящего Мк моментов, продольной осевой силы. Силы в червячном зацеплении: , ,. Вал установлен на двух роликовых конических подшипниках 7307 по ГОСТ 27365-87. На шлицевом конце вала предполагается установка шкива. Консольная сила действующая со стороны шкива, . Коэффициент перегрузки на статическую прочность .
Вал изготовлен из стали марки 45 со следующими характеристиками статической прочности и сопротивления усталости:
Диаметр заготовки, мм |
Твердость HB (не менее) |
Механические характеристики, МПа |
Коэффициент шф |
|||||
уВ |
уТ |
фТ |
у-1 |
ф-1 |
||||
?80 |
260 |
900 |
650 |
390 |
410 |
230 |
0,10 |
Минимально допустимые запасы прочности по пределу текучести и сопротивлению усталости соответственно: и .
Рисунок №4.
Определение внутренних силовых факторов.
Определим реакции опор от сил, нагружающих вал.
В плоскости YOZ:
=> ;
=> .
Проверка: ; - верно.
В плоскости XOZ:
а) от осевой силы . Так как действующая сила равноудалена от опор, то реакции опор будут равны половине действующей силы. Следовательно: и .
б) от консольной силы действующей со стороны шкива.
=> ;
=> .
Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рисунке, при этом крутящий момент численно равен вращающему:
Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:
1- место установки левого по рисунку подшипника на вал: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений - посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал;
2- место установки червяка на вал диаметром 70мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений - посадка с натягом червяка на вал;
Определим силовые факторы для опасных сечений.
Сечение 1: Изгибающий момент от консольной силы:
Крутящий момент
Осевая сила
Сечение 2:
Изгибающие моменты:
- в плоскости XOZ
- в плоскости YOZ слева от сечения
- в плоскости YOZ справа от сечения
- момент от консольной силы
Суммарный изгибающий момент
Крутящий момент
Осевая сила
Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала.
Сечение 1:
Сечение 2:
Расчет вала на статическую прочность.
Вычислим нормальные и касательные напряжения, а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в каждом опасном сечении вала.
Сечение 1:
Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) у1 и напряжение кручения ф1
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести
Сечение 2:
Напряжение изгиба с растяжением (сжатием) у2 и напряжение кручения ф2
Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям
Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести
Статическая прочность вала обеспечена во всех опасных сечениях, т.к условие S?[ST] выполняется.
Расчет вала на сопротивление усталости.
Вычислим значения общего коэффициента запаса прочности в каждом из опасных сечений вала.
Сечение 1:
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла
Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении - посадка с натягом. По табл. 10.13 (Дунаев стр190) имеем: Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют (Ra = 0,8 мкм); Поверхность вала - без упрочнения:
Коэффициенты снижения предела выносливости
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
Коэффициент влияния асимметрии цикла
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении
Сечение 2:
Определим амплитуды напряжений и среднее напряжение цикла
Внутреннее кольцо подшипника качения установлено на валу с натягом. Поэтому концентратор напряжений в сечении - посадка с натягом. По табл. 10.13 (Дунаев стр190) имеем: Посадочную поверхность вала под зубчатое колесо шлифуют (Ra = 0,8 мкм); Поверхность вала - без упрочнения:
Коэффициенты снижения предела выносливости
Пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении
Коэффициент влияния асимметрии цикла
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям
Коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении
Сопротивление усталости вала обеспечено во всех опасных сечениях, т.к условие S?[ST] выполняется.
Расчет ведомого (тихоходного) вала.
На рисунке №5 изображен вал-колесо, а также расчетная схема и эпюры изгибающих М и крутящего Мк моментов, продольной осевой силы. Силы в червячном зацеплении: , ,. Вал установлен на двух роликовых конических подшипниках 7214 по ГОСТ 27365-87. На шлицевом конце вала предполагается установка ступицы муфты с металлическими стержнями. Консольная сила действующая со стороны муфты, . Коэффициент перегрузки на статическую прочность .
Вал изготовлен из стали марки 45 со следующими характеристиками статической прочности и сопротивления усталости:
Диаметр заготовки, мм |
Твердость HB (не менее) |
Механические характеристики, МПа |
Коэффициент шф |
|||||
уВ |
уТ |
фТ |
у-1 |
ф-1 |
||||
?120 |
227 |
820 |
640 |
290 |
360 |
200 |
0,09 |
Минимально допустимые запасы прочности по пределу текучести и сопротивлению усталости соответственно: и .
Рисунок №5.
Определение внутренних силовых факторов.
Определим реакции опор от сил, нагружающих вал.
В плоскости YOZ:
а) => ;
=> .
Проверка: ; - верно.
б) от консольной силы действующей со стороны шкива.
=> ;
=> .
Проверка: - верно.
В плоскости XOZ:
От осевой силы . Так как действующая сила равноудалена от опор, то реакции опор будут равны половине действующей силы. Следовательно: и .
Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рисунке, при этом крутящий момент численно равен вращающему:
Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:
2 - место установки червяка на вал диаметром 70мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений - посадка с натягом червяка на вал;
3 - место установки левого по рисунку подшипника на вал: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом, осевой силой; концентратор напряжений - посадка с натягом внутреннего кольца подшипника на вал;
Определим силовые факторы для опасных сечений.
Сечение 2:
Изгибающие моменты:
- в плоскости XOZ
- в плоскости YOZ слева от сечения
- в плоскости YOZ справа от сечения
- момент от консольной силы
Суммарный изгибающий момент
Крутящий момент
Осевая сила
Сечение 3:
Изгибающий момент от консольной силы:
Крутящий момент
Осевая сила
Вычисление геометрических характеристик опасных сечений вала.
Сечение 2:
Сечение 3:
Далее провел расчет вала на статическую прочность и на сопротивление усталости согласно п. 6.2. Статическая прочность и сопротивление усталости вала в опасных сечениях обеспечены, т.к. условие S?[ST] выполняется.
7. Выбор смазки
Смазывание зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. При контактных напряжениях 200 ?у ? 250 МПа и скорости скольжения v = 2,32 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть приблизительно равна 25 ммІ/с. Принимаем масло индустриальное И-Т-С-320.
Библиографический список
1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: учебное пособие для студентов высших учебных заведений. Изд. 9-ое, перераб. и доп. - М.: Издательский центр «Академия», 2006.-496 с.
2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учебное пособие. Изд. 2-е, перераб. и доп. - Калининград: Янтарный сказ, 2006. - 456 с.: ил., черт. - Б. ц.
3. Палей М.А. Допуски и посадки: Справочник: в 2 ч. Ч. 1. - 8-е изд., перераб. И доп. - СПб.: Политехника, 2001. - 576с.: ил.
4. Палей М.А. Допуски и посадки: Справочник: в 2 ч. Ч. 2. - 8-е изд., перераб. И доп. - СПб.: Политехника, 2001. - 608с.: ил.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Кинематический расчет привода. Определение вращающих моментов вращения валов. Выбор материалов и допускаемых напряжений для зубчатых передач. Расчет зубчатой передачи на выносливость зубьев при изгибе. Расчет валов и подшипников. Подбор посадок с натягом.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 09.03.2009Состав, устройство и работа привода цепного конвейера. Расчет частоты вращения вала электродвигателя, допускаемых напряжений для зубчатых колес редуктора. Проектирование цилиндрической зубчатой передачи. Определение долговечности подшипников качения.
курсовая работа [940,5 K], добавлен 01.05.2014Выбор двигателя, кинематический расчет привода. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. Расчет закрытой червячной и открытой косозубой зубчатой передач. Разработка эскизного проекта. Проверочный расчет валов, подшипников и шпонок.
курсовая работа [276,8 K], добавлен 15.11.2010Выбор электродвигателя механического привода и проведение расчетно-конструкционной работы. Технические данные асинхронных двигателей. Значение коэффициентов для расчета ременной передачи. Выбор материалов и допускаемых напряжений для зубчатых колес.
курсовая работа [133,9 K], добавлен 12.03.2009Кинематическая схема и расчет привода. Выбор оптимального типа двигателя. Выбор материалов зубчатых передач и определение допускаемых напряжений. Расчет зубчатой передачи одноступенчатого цилиндрического редуктора. Конструктивная компоновка привода.
курсовая работа [379,5 K], добавлен 04.04.2009Описание привода, зубчатой и цепной передачи поворотного механизма экскаватора. Определение допускаемых контактных и изгибных напряжений для шестерни и колес. Расчет закрытой быстроходной цилиндрической косозубой передачи. Эскизная компоновка редуктора.
дипломная работа [3,3 M], добавлен 06.08.2013Расчет одноступенчатого горизонтального цилиндрического редуктора с шевронной передачей. Выбор привода, определение кинематических и энергосиловых параметров двигателя. Расчет зубчатой передачи, валов, ременной передачи. Конструирование корпуса редуктора.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 19.02.2015Расчет электродвигателя. Выбор материалов и определение допускаемых напряжений. Проверка зубьев червячного колеса по напряжениям изгиба. Выбор и проверка долговечности подшипников. Уточненный расчет валов. Оценка жесткости червяка. Смазка редуктора.
курсовая работа [754,7 K], добавлен 03.03.2013Расчет цилиндрического редуктора с косозубыми зубчатыми колесами. Привод редуктора осуществляется электродвигателем через ременную передачу. Кинематический расчет привода. Расчет ременной передачи. Расчет тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.
курсовая работа [332,8 K], добавлен 09.01.2009Проведение расчета общего КПД и мощности электродвигателя, прочности клиноременной и закрытой косозубой цилиндрической передачи, ведущего и ведомого валов, зубчатого колеса с целью выбора привода ленточного конвейера, расположенного на сварной раме.
курсовая работа [97,6 K], добавлен 17.12.2010