Спроектировать привод к лесотаске

Содержание
Содержание 2
Техническое задание 3
1. Выбор электродвигателя. Кинематический и силовой расчет привода 4
2. Расчет зубчатой цилиндрической передачи 7
3. Эскизный расчет валов редуктора 13
4. Расчет открытой передачи 17
5. Эскизная компоновка редуктора 18
6. Расчетная схема вала редуктора 20
7. Расчет подшипников редуктора 23
8. Расчет шпоночных соединений 25
9. Проверочный расчет вала 27
10. Выбор системы смазки 30
Список использованных источников 31

В характерных сечениях 1...4, Нм.
Мх1=0; Мх2= RAY·(LБ/2)=-2880,647·0,0295=-84,979 Нм.
Мх4=0; Мх3= -Fоп·Lоп=-2359·0,076=-179,284 Нм.
Мх2= -Fоп·(Lоп+(LБ/2))+RBY·(LБ/2) =-79,189 Нм.
Горизонтальная плоскость.
а) Определяем опорные реакции, Н
RAx=RBx= Ft1/2=1393,8/2=696,9 H
б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси у в предельных положениях 1...3, Нм.
Му1=0; Му2= -RAХ·(LБ/2)= -696,9·0,0295= -20,558 Нм.
Му3=0.
3. Строим эпюру крутящих моментов, Нм.
Мк=Мz= Ft1·d1/2=37,632 Нм
Определяем суммарные радиальные реакции, Н.
RA=(RAХ2+ RAY2)1/2=(696,92+(-2880,647)2)1/2=2963,747 H
RB=(RBХ2+ RBY2)1/2=(696,92+5752,0472)1/2=5794,110 H
Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Нм.
М2=(Мх22+Му22)1/2=((-79,189)2+(-20,558)2)1/2=81,81 Нм.
М3=Мх3=-179,284 Нм. ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Рис. 3
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 22 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
7. Расчет подшипников редуктора
Расчет шариковых радиальных подшипников.
Выполнить схему осевых нагрузок для опор вала.
Рис. 4
Показать на схеме осевые нагрузки, действующие на вал от передач и осевые реакции опор. При установке подшипников враспор (рис. 4). Осевую реакцию дает опора, на которую направлена внешняя сила. Равнодействующая внешних осевых сил.
Осевые нагрузки на опоры равны осевым реакциям.
FaA=Fa=214,64 H; FaB=0.
Провести анализ влияния осевой нагрузки на опоры. Для этого сравнить отношение осевой нагрузки к радиальной с минимальным значением параметра осевого нагружения подшипника е=0,19.
Если FaA/V·FrA ≥ 0,19, то осевую нагрузку на данную опору следует учитывать.
0,41≥ 0,19
Если это отношение меньше 0,19, то осевую нагрузку не учитывают.
Здесь V – коэффициент вращения [2. с.105].
V=1 — вращается внутреннее кольцо подшипника. ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 23 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Если осевая нагрузка на опору учитывается, то найти из таблицы [2. c.101] величину коэффициента осевой нагрузки У, предварительно подсчитав отношение осевой нагрузки к статической грузоподъемности подшипника FaA/Сor.
FaA/Сor=214,64/36·1000=0,0059
Y=2,30
Определить эквивалентные нагрузки на опоры.
Если осевая нагрузка на опору учитывается, то (например, для опоры А):
FЭА=(V·FrA·x+FaA·Y)·КБ·КТ,
где х = 0,56 – коэффициент радиальной нагрузки [2. c.101];
КБ – коэффициент безопасности. Выбирается из таблицы [2. c.104] в зависимости от режима работы привода;
КТ – температурный коэффициент [2. c.105]. Обычно КТ = 1.
КБ = 1; КТ = 1.
FЭА=(V·FrA·x+FaA·Y)·КБ·КТ=(1·512,4·0,56+214,64·2,3)·1·1=780,616 Н
Подсчитать требуемую долговечность подшипников в млн. об.
Подсчитать требуемую грузоподъемность наиболее нагруженного подшипника и сравнить ее с динамической грузоподъемностью выбранного подшипника:
Стр ≤ Сr
8422,9 ≤ 61800
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
8. Расчет шпоночных соединений
Шпоночные соединения в редукторе применяются для установки колес на валах и соединяя выходные концы валов с муфтами, шкивами, звездочками и колесами. В этих соединениях обычно применяют призматические шпонки.
Если выходной конец вала имеет коническую форму, то шпонка на этом участке имеет вспомогательное значение, ее сечение принимается уменьшенным [1. c.201] и она не рассчитывается на прочность. Все остальные шпонки должны быть рассчитаны.
Расчет каждой шпонки производится в последовательности:
Указать местоположение шпонки: на каком валу, для какого соединения.
Указать диаметр участка вала и длину участка.
Выбрать размеры сечений шпонки b и h из таблицы ГОСТа 23360-78 [2. c.369] в зависимости от диаметра вала.
b=10 мм
h=8 мм
Назначить стандартную длину шпонки l из той же таблицы. Шпонка должна быть на 5-10 мм короче длины ступицы насаживаемого колеса (или посадочного участка вала):
l=58 мм.
Проверить шпонку на смятие:
[σсм]=110…190 МПа – для ступицы из стали,
где Тi – момент на валу, Нм;
t1 – глубина паза на валу [2. c.369];
lp – рабочая длина шпонки; lp = l, если шпонка имеет плоские концы или lp=l–b, если концы шпонки скругленные.
В случае перегрузки соединение выполняют двумя шпонками.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 25 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
75,4 МПа ≤ 110 МПа.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 26 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
9. Проверочный расчет вала
В задании на курсовое проектирование предлагается выполнить проверочный расчет одного-двух сечений выходного вала редуктора. Последовательность расчета:
1. Выбрать материал для изготовления вала и выписать его характеристики [2.c.208].
Таблица 6
Марка стали
Диаметр заготовки, мм, не более
Твердость НВ, не ниже
Механические характеристики, Н/мм2
σВ
σт
τт
σ-1
τ-1
45
120
240
800
550
300
350
210
2. Указать, какое сечение по расчетной схеме вала, принято для расчета (см. например, сечение 2 на рис. 3).
3. Указать исходные данные для расчета выбранного сечения:
а) Изгибающие и крутящий моменты в сечении – Мх, Му, Мz – по расчетной схеме;
б) Диаметр сечения – d (для конического выходного конца применяется средний диаметр);
в) При наличии шпоночного паза его размеры b и h.
4. Определить суммарный изгибающий момент.
5. Подсчитать осевой и полярный моменты сопротивления сечения при наличии шпоночного паза.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 27 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
В этом случае для некоторых сечений момент сопротивления можно найти по таблице [2. c.212]. Если в сечении есть два шпоночных паза, удвоить вычитаемую дробь в вышеприведенных формулах.
6. Определить амплитуды напряжений изгиба и кручения:
7. Определить концентраторы напряжений в данном сечении:
а) Шпоночный паз.
Отдельно для каждого концентратора напряжений определить коэффициенты концентрации для нормальных и касательных напряжений:
;
;
;
,
где Кσ и Кτ - эффективные коэффициенты концентрации напряжений [2. c.214-215];
Кd – коэффициент влияния размеров поперечного сечения [2. c.213];
КF – коэффициент влияния шероховатости [2. c.213];
Кv – коэффициент влияния упрочнения [2. c.214].
При отсутствии упрочнения Кv = 1.
8. Определить пределы выносливости вала в сечении:
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 28 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
9. Определить коэффициенты запаса прочности для напряжений изгиба и кручения:
10. Проверить прочность сечения, найдя коэффициент запаса прочности сечения:
Сделать вывод о прочности по условию S ≥ [S] [2. c.210]
42,27 ≥ 2,1
Если требуется рассчитать второе сечение, произвести для него расчет, начиная с пункта 2 этого раздела. Если в сечении нет изгибающих моментов, все расчеты производят только для касательных напряжений кручения. В этом случае S=Sτ.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 29 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
10. Выбор системы смазки
1. Смазка зубчатой передачи редуктора.
1.1. Назначить систему смазки передачи.
При окружной скорости колес до 12,5 м/с принимают картерную систему смазки. При этом колесо окунается в смазку [2. c.134].
1.2. Назначить марку масла [2. c.135] в зависимости от контактных напряжений передачи и окружной скорости окунаемого колеса.
Принимаем масло И-Т-Д-100.
2. Смазка подшипников редуктора.
2.1. Назначить вид смазки подшипников. Если окружная скорость колеса, разбрызгивающего смазку v > 1 м/с, то брызги масла, применяющегося для смазки передачи, попадают на стенки корпуса и на подшипники. В этом случае подшипники смазываются разбрызгиванием.

ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 30 Изм. Лист № докум. Подпись Дата
Список использованных источников

1. П.Ф. Дунаев, С.П.Леликов – Детали машин. Курсовое проектирование,
Москва, «Высшая школа», 2010 г.
2. Т.В. Хруничева – Детали машин: типовые расчеты на прочность, Москва, Форум, Инфра-М, 2011 г.
ТМ КП 190103.01.06 ПЗ Лист 31 Изм. Лист № докум. Подпись Дата