Вариант № 25 по му.

Содержание

Содержание
Техническое задание
Введение
1. Определение мощности на приводном валу
2. Выбор электродвигателя
3. Кинематический расчет привода
4. Расчет параметров зубчатых колес
4.1 Определение механических свойств материалов
4.2. Расчет параметров передачи
5. Конструирование валов редуктора
5.1. Расчет диаметров валов
5.2. Расчет шпоночных соединений
5.3. Расчет зубчатой муфты
5.4. Разработка чертежа вала редуктора
6. Проверочный расчет тихоходного вала
6.1. Определение реакций опор
6.2. Расчет статической прочности вала
6.3. Уточненный расчет прочности вала
7. Подбор подшипников качения
Список использованной литературы

Вариант № 25 по му.

d1 = m z1 = 4 · 18 = 72 мм
d2 = m z2 = 4 · 160= 640 мм
Диаметры вершин зубьев:
da1 = d1 + 2m = 72 + 2 · 4 = 80 мм
da2 = d2 + 2m = 640 + 2 · 4 = 648 мм
Ширина колеса прямозубой передачи при ψba = 0,4:
b2 = ψва · αW = 0,4 · 355 = 142 мм
Ширина шестерни:
b1 = b2 + 4 = 142 + 4 = 146 мм
Диаметры окружности впадин:
df1 = d1 – 2,5m = 72 – 2,5 · 4 = 62 мм
df2 = d2 – 2,5m = 640– 2,5 · 4 = 630 мм
Коэффициент ширины шестерни по диаметру:
Ψbd = b1 /d1 = 146 /72 = 2,028
Курсовая работа
Лист
7
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
5. Конструирование валов редуктора
5.1. Расчет диаметров валов
Диаметр выходного конца вала, исходя из расчета на кручение:
d = ,
где [τ]k – допускаемые напряжения кручения, определяемые механическими свойствами материала вала.
[τ]k = 0,1σт
Ведущий вал выполним за одно целое с шестерней. В качестве материала ведущего вала возьмем сталь 30ХГТ с термообработкой: цементация + закалка + низкий отпуск; для ведомого вала - 40Х с термообработкой улучшением.
Тогда для ведущего вала:
[τ]k = 0,1σт = 0,1 · 700 = 70 МПа
dВ1 = = 28,1 мм
Так как диаметр вала двигателя dдв = 65 мм, то окончательно берем:
dВ1 = 0,75 ∙ dдв = 0,75 ∙ 65 = 48,75 мм. dВ1 = 50 мм.
Диаметр вала под подшипники принимаем 55 мм.
Диаметр вала под уплотнения принимаем 52 мм.
Длина выходного конца вала:
LВ1 = dВ1∙(1,5÷2) = 50∙(1,5÷2) = 75÷100 мм
Принимаем: LВ1 = 80 мм
Для ведомого вала:
[τ]k = 0,1σт = 0,1 · 590 = 59 МПа
dВ2 = = 61,0 мм
Принимаем: выходной диаметр Ø63 мм, под подшипники – Ø70 мм, под колесо -
Ø75 мм, под уплотнения – Ø65 мм.
Длина выходного конца вала:
LВ2 = dВ2∙(1,5÷2) = 63∙(1,5÷2) = 94,5÷126 мм
Принимаем: LВ2 = 120 мм.
Длина цилиндра под ступицу колеса:
Курсовая работа
Лист
8
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Lст2 = dк2∙(1,2÷1,5) = 75∙(1,2÷1,5) = 90÷112,5 мм
Принимаем: Lст2 = 142 мм (по ширине колеса).
5.2. Расчет шпоночных соединений
Размеры призматических шпонок выбираем по диаметру вала:
Ведущий вал:
dВ1 = 50 мм, берем шпонку: 14х9, t1 = 5,5 мм.
Ведомый вал:
dВ2 = 63 мм, берем шпонку: 18х11, t1 = 7 мм.
dВ2.1 = 75 мм, берем шпонку: 20х12, t1 = 7,5 мм.
Длину призматической шпонки выбираем из стандартного ряда в соответствии с расчетом на смятие по боковым сторонам шпонки:
lр ≥ (2 · Т · 103)/(d(h – t1) · [σсм])
Допускаемые напряжения смятия:
[σсм] = σт / [s],
где [s] – допускаемый коэффициент запаса.
Для шпонок из чистотянутой стали 45Х принимаем σт = 400 МПа. Принимаем: [s] = 2,3
[σсм] = 400 / 2,3 = 173,9 МПа
Ведущий вал:
lр1 = (2 · 312,5 · 103)/(50 · (9 – 5,5) · 173,9) = 20,53 мм
l1 = lр1 + b = 20,53 + 14 = 34,53 мм
Окончательно берем: l1 = 36 мм
Ведомый вал:
lр2 = (2 · 2685,9 · 103)/(63 · (11 – 7) · 173,9) = 91,6 мм
l2 = lр2 + b = 91,6 + 18 = 109,6 мм
Окончательно берем: l2 = 110 мм
lр3 = (2 · 2685,9 · 103)/( 75 · (12 – 7,5) · 173,9) = 82,4 мм
l3 = lр3 + b = 82,4 + 20 = 102,4 мм
Окончательно берем: l3 = 110 мм
Ширина колеса 142 мм – шпонка подходит.
Курсовая работа
Лист
9
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
5.3. Расчет зубчатой муфты
В приводе будем использовать зубчатую муфту. Выбор муфты производится в зависимости от диаметра вала и передаваемого крутящего момента по критерию:
Трасч = k · Тдл. ≤ Ттабл.
Принимаем k = 1, тогда:
Быстроходный вал:
Трасч = Т1 = 312,5 Н·м
Диаметр муфты:
dМ ≥ 10 = 10 = 62,9 мм.
qM = 0,2 – 0,25
kМ = 4 – 6 – при твердости 40-50 HRC
Выбираем зубчатую муфту dМ = 65 мм, Т = 8000 Н · м.
Тихоходный вал:
Трасч = Т2 = 2685,9 Н·м
Диаметр муфты:
dМ ≥ 10 = 10 = 123,7 мм.
Выбираем зубчатую муфту dМ = 125 мм, Т = 50000 Н · м.
5.4. Разработка чертежа вала редуктора
Основные размеры вала редуктора были получены в результате его проектирования. Недостающие размеры определим на основании выбранного варианта исполнения.
Вал редуктора спроектирован ступенчатым, это дает ряд преимуществ: удобство сборки; изготовление сопрягаемых деталей в системе отверстия.
Курсовая работа
Лист
10
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Размеры под посадочные места под сопрягаемые детали выберем по их соответствующим размерам и условиям соединений.
Для обеспечения возможности выхода шлифовального камня при обработке посадочных поверхностей вала введем канавку.
Для обеспечения требований взаимозаменяемости и обеспечения необходимого качества соединений проставим на чертеже допуски на размеры.
Укажем шероховатость обрабатываемых поверхностей. В технических требованиях укажем термообработку.
6. Проверочный расчет быстроходного вала
6.1. Определение реакций опор
Для проверочного расчета статической и усталостной прочности ступенчатого вала составим его расчетную схему.
Расчетная схема вала.
Курсовая работа
Лист
11
Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Геометрические параметры вала определим на основании чертежа:
а = 112 мм; b = 105 мм; с = 105 мм.
Рассмотрим внешние силы, нагружающие быстроходный вал редуктора.
Со стороны муфты от электродвигателя на вал действует крутящий момент Т1 и поперечная сила Fr; со стороны зацепления окружная сила FT и поперечная R0:
FT = 2T1 / d1 = 2 · 312,5 · 103 / 72 = 8681 Н
R0 = FT · tgα = 8681 · tg 20° = 3160 Н
Fr = (0,1 – 0,3)Ft ,
где Ft – окружное усилие, действующее на зубья муфты.
Ft = 2T1 / dМ = 2 · 312,5 · 103 / 65 = 9615 Н
Принимаем Fr = 961,5 Н
Рассмотрим плоскость YOZ:
ΣМАу = 0; -RBy · (c+b) – R0 · b + Fr · a = 0
RBy = (Fr · a – R0 · b) / (c+b) = (961,5 · 112 – 3160 · 105) / 210 = -1067,2 H
ΣМBу = 0; RAy · (c+b) + R0 · c + Fr · (a + b + c) = 0
RAy = (-Fr · (a + b + c) – R0 · c) / (c+b) = (-961,5 · 322 – 3160 · 105) / 210 = - 3054,3 H
Проверка:
ΣFу = 0; -Fr - RAy – R0 - RBy = -961,5 + 3054,3 – 3160 + 1067,2 = 0
Построение эпюры Му:
Участок 0 ≤ z ≤ a, a = 0,112 м.
Му = - Fr · z
Му(0) = 0
Му(0,112) = -961,5 · 0,112 = -107,7 Н · м