Проектирование и исследование механизмов.

Содержание
Техническое задание 4
Введение 5
1. Расчет кинематической схемы 12
2. Расчет передач редуктора 13
2.1 Цилиндрическая зубчатая передача 13
2.2 Расчет червячной передачи 17
3. Предварительный расчет валов 20
4. Конструктивные размеры 22
5. Расчет валов на статическую прочность 23
6. Подбор и проверка подшипников 33
7. Проверка прочности шпоночных соединений 36
8. Выбор и расчет муфты 38
9. Смазка редуктора 40
Список литературы: 41

9.21 (1)).
Pa = S + Fa = 1260,6 + 166,66 = 1427,26 Н.
Так как отношение = 1427,26 / 3407 = 0,41 > e, то осевую нагрузку учитываем.
Определим эквивалентную нагрузку:
Pэ = (RA∙V∙X + Y∙Pa)∙Kσ∙KT
где
Kσ = 1,3 - [1;табл.6.3] соответствует режиму работы с умеренными толчками;
KT = 1 - [1;табл.6.4] соответствует работе подшипников при t<.
V=1 коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца.
X=0,4 и Y=1,62 – [1;стр.103]
Pэ = (3407*1*0,4+1,62*1427,26)*1,3*1 = 4777,4 Н.
Долговечность определим по формуле:
(ч)
где a23 = 0,7 – коэффициент, учитывающий качество металла колец (для конических роликоподшипников).
Расчетная долговечность подшипника больше срока службы редуктора Lh следовательно выбранный подшипник удовлетворяет условиям эксплуатации.
8.2 Расчет подшипников промежуточного вала
Расчет произведем для опоры в опоре B (рис.4) как наиболее нагруженной. Учитывая условия работы промежуточного вала редуктора выбираем подшипник роликовый радиально-упорный однорядный по ГОСТ 333-79 №7206A (d=30мм, D=62мм, T=17,25мм, C0=25,5кH, C=38кH, e=0,37 Y=1,6).
Определим осевую составляющую радиальной реакции радиально-упорного подшипника по формуле:
S = e∙RB
где e = 0,37 - коэффициент осевого нагружения для данного подшипника (по ГОСТ 333-79).
S = 0,37*4117 = 1523,3 Н
Определим осевые нагрузки подшипников (используем табл. 9.21 (1)).
Pa = S + Fa = 1523,3 + 659 = 2182,3 Н.
Так как отношение = 2182,3/4117 = 0,53 > e, то осевую нагрузку учитываем.
Определим эквивалентную нагрузку:
Pэ = (RB∙V∙X + Y∙Pa)∙Kσ∙KT
X=0,4 и Y=1,6 – [1;стр.103]
Pэ = (4117*1*0,4+1,6*2182,3)*1,3*1 = 6680 Н.
Долговечность определим по формуле:
(ч)
Расчетная долговечность подшипника больше срока службы редуктора Lh следовательно выбранный подшипник удовлетворяет условиям эксплуатации.
8.3 Расчет подшипников тихоходного вала
Расчет произведем для опоры в опоре B (рис.4) как наиболее нагруженной. Учитывая условия работы тихоходного вала редуктора выбираем подшипник шариковый однорядный по ГОСТ 8338-75 №210 (d=50мм, D=90мм, B=20мм, C0=19,8кH, C=31,5кH).
Определим эквивалентную нагрузку:
Pэ = RB∙V∙Kσ∙KT
Pэ = 3375,53*1*1,3*1 = 4388,2 Н.
Долговечность определим по формуле:
(ч)
где a23 = 0,75 – коэффициент, учитывающий качество металла колец (для шарикоподшипников).
Расчетная долговечность подшипника больше срока службы редуктора Lh следовательно выбранный подшипник удовлетворяет условиям эксплуатации.
9. Проверка прочности шпоночных соединений
Проверку прочности проведем из условия:
,
где
для материала быстроходного и промежуточного вала – стали 40Х.
для материала тихоходного вала – стали 40.
T – крутящий момент на рассматриваемом валу, Н·мм.
Расчет шпонки быстроходного вала:
- диаметр вала в месте установки шпонки (концевой участок) d = 24 мм;
- размеры шпонки: длина l = 30 мм; ширина b = 8 мм; высота h = 7 мм; глубина паза вала t1 = 4 мм
МПа.
Расчетное напряжение значительно меньше допускаемого. Условие прочности выполняется.
Расчет шпонки промежуточного вала:
- диаметр вала в месте установки шпонки (сопряжение с конич. колесом) d = 35 мм;
- размеры шпонки: длина l = 30 мм; ширина b = 10 мм; высота h = 8 мм; глубина паза вала t1 = 5 мм
МПа.
Выполняем два шпоночных паза на данном участке.
Расчетное напряжение значительно меньше допускаемого. Условие прочности выполняется.
Расчет шпонок ведомого вала:
- диаметр вала в месте установки шпонки (концевой участок) d = 42 мм;
- размеры шпонки: длина l = 60 мм; ширина b = 12 мм; высота h = 8 мм; глубина паза вала t1 = 5 мм;
Выполняем два шпоночных паза на данном участке.
Расчетное напряжение значительно меньше допускаемого. Условие прочности выполняется.
- диаметр вала в месте сопряжения с колесом d = 55 мм;
- размеры шпонки: длина l = 50 мм; ширина b = 16 мм; высота h = 10 мм; глубина паза вала t1 = 6 мм;
МПа.
Выполняем два шпоночных паза на данном участке.
Расчетное напряжение меньше допускаемого. Условие прочности выполняется.
10. Посадка деталей редуктора
Посадки выбираем из рекомендаций [1; табл. 10.13]:
- посадка стакана в корпус - ;
- посадка зубчатых колес на вал - ;
- посадка подшипников на шейки валов - ;
- посадка подшипников в отверстия корпуса - ;
- посадка крышек подшипников в отверстия корпуса - .
11. Выбор сорта масла
Смазывание зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. По табл. 8.2 (1) выбираем вязкость масла. Так как величина контактных напряжений не более 600МПа и скорость скольжения не более 2 м/с (тихоходная ступень), то необходимая вязкость масла должна не более 100(10-6 м2/c. Такой вязкостью обладает масло индустриальное ИГА68. Смазывание подшипников осуществляется посредством разбрызгивания того же масла.
12. Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора. Начинают сборку с того, что на валы надевают зубчатые колеса и подшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100°С. Собранные тихоходный и промежуточный валы укладывают на соответствующую корпусную деталь и закрывают крышкой корпуса. Быстроходный вал вставляют в стакан. Крайний подшипник фиксируют гайкой (M30). Стакан устанавливается в корпус. Между фланцем стакана и поверхностью корпуса устанавливается прокладка необходимая для регулирования зазора в зубчатом зацеплении конической передачи. Далее устанавливают крышку корпуса. Для центровки крышку устанавливают с помощью двух штифтов и затягивают болты.
Закладывают в сквозные крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки в корпус. Регулировку радиально-упорных подшипников промежуточного вала производят набором тонких металлических прокладок, устанавливаемых под фланцы крышек подшипников. Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и маслоуказатель.
Заливают в корпус редуктора масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде.
Заключение
В объеме курсового проекта проведен расчет привода, состоящего из трехступенчатого редуктора. На основании расчетов выбран необходимый по мощности электродвигатель серии 4А 112MB6 ТУ 1652556484 (4 кВт; 950 об/мин), выполнен сборочный чертеж редуктора и чертежи основных деталей. Передаточное отношение редуктора 11,2. Крутящий момент на выходном валу редуктора 427,1 Нм, частота вращения выходного вала 80 об/мин.
Список литературы
1. Д у н а е в П. Ф., Л е л и к о в О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для машиностроит. спец. вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1985. 416 с.
2. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов / С.А. Чернавский, Г.М. Ицкович, К.Н. Боков и др. – М.: Машиностроение, 1980. – 351 с., ил.
3. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя в 3-х т, т.2: изд. 8-е перераб. и доп. Под ред. ИН Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001. – 912с.: ил.
Инв. № подп
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Лист
20
Лит
№ докум.
Изм.
Подп.
Дата
Инв. № подп
Подп. и дата
Взам. инв. №
Инв. № дубл.
Подп. и дата
Лит
Лист
Листов
2
39
Лит
№ докум.
Изм.
Подп.
Дата
Разраб.
Пров.
Н. контр.
Утв.