прикладная механика

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Кинематический расчёт привода 4
1.1 Подбор электродвигателя 4
2. Расчёт клиноременной передачи привода 6
3. Расчёт зубчатых передач редуктора 9
3.1 Разбивка передаточного числа между ступенями редуктора 9
3.2 Расчёт конической передачи 9
3.2.1 Выбор материала и допускаемых напряжений для шестерни и колеса 9
3.2.2 Расчёт передачи на контактную выносливость 15
3.2.3 Проверочный расчёт зубьев на контактную выносливость 17
3.2.4 Проверочный расчёт передачи на контактную прочность при действии максимальной нагрузки 18
3.2.5 Проверочный расчёт зубьев на выносливость по напряжениям изгиба 18
3.2.6 Проверочный расчёт зубьев при изгибе максимальной нагрузкой. 19
3.2.7 Окончательно принимаем параметры передачи 20
3.3 Расчёт цилиндрической передачи 20
3.3.1 Выбор материала и допускаемых напряжений для шестерни и колеса 20
3.3.2 Расчёт передачи на контактную выносливость 24
3.3.3 Проверочный расчёт передачи на контактную выносливость 26
3.3.4 Проверочный расчёт зубьев на контактную прочность при действии максимальной нагрузки 27
3.3.5 Проверочный расчёт зубьев на выносливость по напряжениям изгиба 27
3.3.6 Проверочный расчёт при изгибе максимальной нагрузкой 28
3.3.7 Принимаем окончательно параметры передачи 29
3.3.8 Округлим межосевое расстояние до целого стандартного числа, для чего принимаем угол наклона 29
3.4 Выбор параметров и расчёт геометрии зубчатых колёс 30
3.4.1 Основные размеры цилиндрической передачи 30
3.4.2 Основные размеры конической передачи 30
4. Эскизная компоновка редуктора 33
4.1 Проектный расчёт валов на кручение, выбор типа и схемы установки подшипников 33
4.2 Основные размеры корпусов, крышек, болтов, винтов редуктора 34
5. Расчёт валов на сложное сопротивление 35
5.1 Расчёт ведущего вала 35
5.2 Расчёт промежуточного вала 37
5.3 Расчёт ведомого вала 39
6. Проверочный расчёт подшипников по динамической грузоподъёмности 42
6.1 Расчёт подшипников ведущего вала 42
6.2 Расчёт подшипников промежуточного вала 43
6.3 Расчёт подшипников ведомого вала 44
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 46

Определим межосевое расстояние
.
Проверим межосевое расстояние
.
3.3.8 Округлим межосевое расстояние до целого стандартного числа, для чего принимаем угол наклона
Принимаем межосевое расстояние , что соответствует стандартной величине ([3] приложение таблица 8), соответственно угол наклона
Пересчитываем начальные диаметры
шестерни ;
колеса .
Проверяем межосевое расстояние
.
3.4 Выбор параметров и расчёт геометрии зубчатых колёс
3.4.1 Основные размеры цилиндрической передачи
Угол наклона зуба на диаметре d
Угол профиля рейки в торцевом сечении ,
Угол зацепления в нормальном сечении
Угол зацепления в торцевом сечении
Межосевое расстояние
Делительный и начальный диаметры:
шестерни
колеса
Диаметр вершин зубьев;
шестерни
колеса
Диаметр впадин:
шестерни
колеса
3.4.2 Основные размеры конической передачи
Число зубьев плоского колеса
Ширина зубчатого венца ,
Внешнее конусное расстояние
Среднее конусное расстояние
Диаметр внешней делительной
(начальной) окружности
шестерни
колеса
Средний делительный диаметр
шестерни
колеса
Глубина захода
Радиальный зазор
Высота зуба у торца
Высота головки зуба у торца:
шестерни
колеса
Высота ножки зуба у торца;
шестерни
колеса
Угол делительного конуса:
шестерни ;
колеса
Угол ножки зуба
шестерни ;
колеса ;
Угол конуса вершин
шестерни
колеса
Угол конуса впадин
шестерни
колеса
Внешний диаметр вершин
шестерни
колеса
4. Эскизная компоновка редуктора
4.1 Проектный расчёт валов на кручение, выбор типа и схемы установки подшипников
Т.к. на настоящем этапе расстояние между опорами неизвестны, ориентировочно диаметр вала в опасном сечении определяется из условий прочности на кручение при пониженных допускаемых напряжениях ([3] формула 4.1)
где Т – крутящий момент, Н-мм;
- допускаемое напряжение на кручение:
- допускаемое напряжение на кручение для ведущего вала;
- допускаемое напряжение на кручение для промежуточного вала;
- допускаемое напряжение на кручение для ведомого вала.
принимаем
принимаем
принимаем
Первоначально внутренний диаметр подшипника выбираем по принятому (округлённому до нуля или пяти) ориентировочному диаметру вала, рассчитанному по формуле 4.1 с добавлением приблизительно 5мм. Для ведущего и промежуточного валов принимаем подшипники - роликовые конические средней серии, для ведомого – шарикоподшипники радиальные лёгкой серии. Критические роликоподшипники ведущего и промежуточного валов устанавливаем по прямой схеме – в распор.
Ось конической шестерни располагаем в плоскости симметрии корпуса, шестерню устанавливаем на консоли вала, расстояние между подшипниками предварительно принимаем равным (2,5…3,5)d, где d – диаметр вала, определённый при ориентировочном расчёте.
4.2 Основные размеры корпусов, крышек, болтов, винтов редуктора
Толщина стенки корпуса редуктора
Толщина стенки крышки редуктора
Толщина верхнего фланца корпуса ,
Толщина нижнего фланца корпуса
Толщина фланца крышки редуктора
Диаметр фундаментных болтов
Число фундаментных болтов
Диаметр болтов, стягивающих
корпус и крышку у бобышек
Диаметр болтов, стягивающих
фланцы корпуса и крышки
Ширина опорной поверхности
Нижнего фланца корпуса
Толщина рёбер конуса
Минимальный зазор между колесом
и корпусом
Координата стяжного болта
у бобышек
5. Расчёт валов на сложное сопротивление
5.1 Расчёт ведущего вала
1) Определение составляющих усилия в зацеплении ([3] таблица 5.2)
2) Составление расчётной схемы, определение опорных реакций и построение эпюр изгибающих моментов в различных плоскостях
3) Построение эпюры суммарных изгибающих моментов

([3] формула 5.1)
4) Построение эпюры крутящего момента
5) Построение эпюры приведенных моментов
([3] формула5.2)
(реверсивная передача[3] с.171)

6) Расчётный диаметр вала ([3] формула 5.3)
где , ([3] таблица 5.3)
5.2 Расчёт промежуточного вала
1) Определение составляющих усилий в зацеплении
2) Составление расчётной схемы, определение опорных реакций и построение эпюр изгибающих моментов в различных плоскостях
3) Построение эпюры суммарных изгибающих моментов
([3] формула 5.1)
4) Построение эпюры крутящего момента
5) Построение эпюры приведенных моментов
,
6) Расчётный диаметр вала ([3] формула 5.3)
где , ([3] таблица 5.3)
;
5.3 Расчёт ведомого вала
1) Определение составляющих усилия в зацеплении
2) Составление расчётной схемы, определение опорных реакций и построение эпюр изгибающих моментов в различных плоскостях
3) Построение эпюры суммарных изгибающих моментов
4) Построение эпюры крутящего момента
5) Построение эпюры приведенных моментов
,
6) Расчётный диаметр вала

6. Проверочный расчёт подшипников по динамической грузоподъёмности
6.1 Расчёт подшипников ведущего вала
- воспринимает подшипник 2
Посадочные диаметры – 35мм
Lh=12000ч
V=K=Kт=1
n=339мин-1
1) Принимаем предварительно подшипники 7307, у которых
, ,
2) Осевые составляющие радиальных нагрузок FS ([3] формула 6.10)
подшипник 1:
подшипник 2:
3) Расчётная осевая нагрузка
4) Находим отношение ([3] формула 6.9)
подшипник 1:
, принимаем коэффициенты ,
подшипник 2:
, принимаем коэффициенты ,
5) Эквивалентная расчётная нагрузка ([3] таблица 6.5 формула 5)
Поскольку для обеих опор подшипники выбирают одинаковые, дальнейший расчёт ведём по наиболее нагруженному подшипнику опоры 1.
6) Находим методом интерполяции отношение ([3] приложение таблица 21)
, отсюда требуемая грузоподъёмность , что гораздо меньше реальной грузоподъёмности (С=48100Н) и обеспечит большой запас долговечности подшипников.
6.2 Расчёт подшипников промежуточного вала
Посадочные диаметры d=45мм
Lh=12000ч
V=K=KT=1
n=121мин-1
1) Принимаем предварительно подшипник 7309, у которого
, ,
2) Осевые составляющие радиальных нагрузок
подшипник 1:
подшипник 2:
3) Расчётная осевая нагрузка
4) Находим отношение ([3] формула 6.9)
подшипник 1:
, принимаем коэффициенты ,
подшипник 2:
, принимаем коэффициенты ,
5) Эквивалентная расчётная нагрузка ([3] таблица 6.5 формула 5)
Поскольку для обеих опор подшипники выбирают одинаковые, дальнейший расчёт ведём по наиболее нагруженному подшипнику опоры 1.
6) Находим методом интерполяции отношение ([3] приложение таблица 21)
, отсюда требуемая грузоподъёмность , что несколько меньше реальной грузоподъёмности (С=76100Н) и обеспечит запас долговечности подшипников.
6.3 Расчёт подшипников ведомого вала
, , ,
1) Принимаем предварительно 210 шарикоподшипник, у которого , .
2) Выбираем коэффициенты X и Y.
Поскольку ,
то ,
3) Определяем эквивалентную нагрузку
.
4) Находим методом интерполяции отношение ([3] приложение таблица 21)
, отсюда требуемая грузоподъёмность , что несколько меньше реальной грузоподъёмности (С=27500Н) и обеспечит запас долговечности подшипников.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баласанян Р.А. Атлас деталей машин
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. – М.: Высшая школа, 1998.
3. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчёт и проектирование деталей машин. Изд. 3-е. – Х.: Основа, 1991.
2
Т
Fa
Ft
Fr
а=67мм
b=150мм
A
B
Ft=3639,4H
RAx
RBx
248,925
Нагрузки в
вертикальной
плоскости
а=67мм
b=150мм
A
B
RAy
RBy
Нагрузки в
горизонтальной
плоскости
Fa=441,1H
Fr=1249H
rm=55,12мм
24,326
24
250
24
200
275
201
200
Т
Ft3
Fa3
Fr3
Ft2
Fa2
Fr2
а=90мм
b=72мм
A
B
RAx
RBx
Нагрузки в
вертикальной
плоскости
l=250мм
Ft3=11523Н
Ft2=3639H
с=88мм
779
572
363
209
185
10
A
B
RBy
Нагрузки в
горизонтальной
плоскости
Fa3=3291H
Fr3=4363H
r3=46,8 мм
Fr2=441H
Fa2=1249H
rm2=156,2мм
RBy
859
807
572
601
539
859
865
195
677
Т
Fa
Ft
Fr
а=90мм
b=160мм
A
B
RAx
RBx
Нагрузки в
вертикальной
плоскости
Ft=11523H
l=250мм
664
A
B
RAy
RBy
Нагрузки в
горизонтальной
плоскости
Fr=4363H
Fa=3291H
r=187,2мм
646
295
926
726
2092,5
1224
351
2092,5