Добавил:

Makarov111 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусско-Российский университет

Предмет:

Детали машин и основы конструирования

Файл:

Курсовая работа по Деталям машин ДМ. Червячный редуктор. / Записка

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

26.03.2021

Размер:

1.27 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

4. КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА.

4.1. Расчет относительного расположения деталей в редукторе.

Определим толщину стенки редуктора по формуле(44)

= (0,04 ∙ + 2) ,

где aw – межосевое расстояние, мм

δ = (0,04∙160+2) = 8,4 мм , возьмем δ = 8,5 мм Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора

до боковой поверхности вращающейся части с = (1,0…1,2) = 8,5 мм;

до боковой поверхности подшипника качения с1 = (3,0…5,0) = 3 мм.

Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев до внутренней поверхности стенки редуктора с5 = 1,2 = 10 мм;

до внутренней нижней поверхности стенки редуктора с6 = (5,0…10,0)m = 20 мм.

Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе неподвижных наружных частей с7 = (5,0…8,0) = 8 мм.

Рисунок 2 - Эскиз редуктора

Из компоновки определим расстояния между подшипниками: lп1 = 264 мм lп2

Определим расстояние между опорами по формуле (48)

= п − 2 ,

где а - смещение радиальной реакции радиально-упорного подшипника l1 = 264 - 2∙14,8 = 234,4 мм

(44)

(45)

(46)

(47)

с валом, до

= 120 мм

(48)

Лист

Изм. Лист №документа Подпись Дата	21

l2 = 120 - 2∙9 = 102 мм

4.2. Расчет червяка на жесткость.

Определим приведенный момент инерции сечения червяка по формуле (49)

= 0,05 ∙ 4 (0,375 + 0,625

)

пр

J =0,05 ∙54,44 (0,375+0,625

) =526434,63 мм4

пр

54,4

Стрелу прогиба червяка определим по формуле (50)

∙ √

+ 2

≤ [ ] ,

48 ∙

∙ пр

где Е = 2,15 105 - модуль продольной упругости материала червяка, МПа

234,43 ∙ √270,292+ 1087,52

f =

= 0,0026

48 ∙2,15∙105

∙526434,63

Допускаемый прогиб червяка [f]= (0,005…0,01)m = 0,02…0,04

Условие жесткости выполняется.

(49)

(50)

Лист

Изм. Лист №документа Подпись Дата	22

5. РАСЧЕТЫ ВАЛОВ НА ПРОЧНОСТЬ

5.1. Проверочный расчет быстроходного вала.

Силы, действующие в зубчатом зацеплении: Ft1 = 270,29 Н - окружная сила

Fr1 = 1087,5 Н - радиальная сила

Fа1 = 2987,92 Н - осевая сила

Определим момент от действия осевой силы:

11 = 1 ∙ 2

m1 = 2987,92∙ 2 = 95613 Н∙мм

Усилие на вал от муфты: Fм = 379,61 Н

Длины участков вала: а = 102 мм, b = 117,2 мм, с = 117,2 мм Определим реакции в опорах:

а) Вертикальная плоскость YOZ:

∑М = 0;

− ∙ − +

∙ ( + ) = 0

Fr1∙b+m1

1087,5∙117,2+95613

= -951,6 Н

b+c

117,2+117,2

∑М = 0;

−

∙ ( + ) + ∙ − = 0

Fr1∙c-m1

1087,5∙117,2-95613

= -135,9 Н

b+с

117,2+117,2

Проверка:

∑F

=0;

Ray- Fr1 + Rby = 0

(-135,9) - 1087,5 + (-951,6) = 0

0=0 - условие выполняется

б) Горизонтальная плоскость XOZ:

∑М = 0;

м ∙ + ∙ −

∙ ( + ) = 0

Fм∙a + Ft1∙b 379,61 ∙ 102 + 270,29 ∙ 117,2

Rbx

= 300,3 Н

117,2 + 117,2

b + c

∑М = 0;

м ∙ ( + + ) +

∙ ( + ) − ∙ = 0

Изм. Лист №документа Подпись Дата

(51)

(52)

(53)

(54)

(55)

Лист

-Fм∙(a + b + c) + Ft1∙c

-379,61 ∙(102 + 117,2 +117,2) + 270,29 ∙ 117,2

Rax=

= -409,6 Н

b + c

117,2 + 117,2

Проверка:

∑F

= 0;

Fм + Rax - Ft1 + Rbx = 0

379,61 + (-409,6 )- 270,29+(300,3)=0

0=0 - условие выполняется

Определим изгибающие моменты в плоскости XOZ:

Му1 = м ∙

(56)

Му1 = 379,61 ∙ 0,102 = 38,7 Н∙м

= м ∙ ( + ) +

∙

(57)

у2

Му2 = 379,61 ∙ (0,102 + 0,1172) + (-409,6) ∙ 0,1172 = 35,2 Н∙м

= м ∙ ( + + с) +

∙ ( + с)

−

∙

(58)

у3

Му3 = 379,61 ∙ (0,102 + 0,1172 + 0,1172) + (-409,6) ∙ (0,1172 + 0,1172)-270,29 ∙ 0,1172 = 0

Определим изгибающие моменты в плоскости YOZ:

Мх1

Млев =

∙

(59)

х2

Мхлев2

= (-135,9) ∙ 0,1172 = -15,9 Н∙м

Мхправ2 = Ray ∙ b − m1

(60)

Мправ = (-135,9) ∙ 0,1172 - 95,6 = -111,5 Н∙м

х2

х3

∙ ( + )

−

∙ −

(61)

Мх3 = -135,9 ∙ (0,1172 + 0,1172)- 1087,5 ∙ 0,1172 - 95,6 = 0

Определим суммарные изгибающие моменты:

Мсум1=√МX12 +МY12

(62)

Мсум1 = √(0)2 + (38,7)2 = 38,7 Н∙м

Мсум2 = √МX22 + МY22

(63)

Мсум2 = √(-15,9)2 + (35,2)2 = 38,6 Н∙м

Мсум3 = √М2

3 + М23

(64)

Лист

Изм. Лист

№документа Подпись

Дата

Мсум3 = √(-111,5)2 + (35,2)2 =1 16,9 Н∙м

Построим эпюры быстроходного вала

Рисунок 3 - Эпюры быстроходного вала

5.1.1. Расчет вала на статическую прочность Исходные данные:

-диаметр вала в опасном сечении - d = 54,4 мм;

-суммарный изгибающий момент - Мсум = 116,9 Н∙м;

-крутящий момент - Т = 7,46 Н∙м;

-материал вала - Сталь 45 в=900 Н/мм2, т=650 Н/мм2, −1=410 Н/мм2, −1=230 Н/мм2,

Проверочный расчет заключается в определении коэффициентов запаса прочности для

опасного сечения и сравнении с требуемым (допускаемым) значением.

Условие прочности имеет вид: s ≥ [s],

где s- коэффициент запаса прочности для опасного сечения;

[s]- допускаемое значение коэффициента запаса прочности, [s] =1,5 . . 2,5

Определим амплитуды напряжений цикла в опасном сечении:

Изм. Лист №документа Подпись Дата

Лист

∙ 103

(65)

а = и =

сум

где W - момент сопротивления сечения вала при изгибе:W = 0,1∙d3 = 0,1∙54,43= 16098,9 мм3

а =

116,9 ∙ 103

= 7,3 Н/мм2

16098,9

τk

T ∙ 103

(66)

τа =

2Wk

где Wk - момент сопротивления сечения вала при кручении: Wk=0,2∙d3=0,2∙54,43=32197,8 мм3

а =

7,46 ∙ 103

= 0,1 Н/мм2

2 ∙ 32197,8

Определим пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении :

σ−1D

σ−1

410

= 87,2 Н/мм2

(67)

КσD

4,7

τ−1D

τ−1

230

= 81,6 Н/мм2

(68)

КτD

2,82

где σ−1

и τ−1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле

изгиба и кручении для принятого материала: −1=410 Н/мм2, −1=230 Н/мм2

- коэффициенты снижения предела выносливости. Вычисляются по

зависимостям:

(

)

/ = (4,59 +

) /1 = 4,7

(69)

0,9

(

)

/ =

(2,74 +

) /1 = 2,82,

(70)

0,933

где Кσ и Кτ

- эффективные коэффициенты концентрации напряжений

При в=900 Н/мм2, t/r=3, r/d=0,03: К =2,25,

К =1,75

и К - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения

Для d=54,4 мм, =900 Н/мм2:

= 4,59;

= 2,74

и К - коэффициенты влияния качества поверхности К =0,9,

К =0,93

Kv = 1 - коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

Определим коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям :

Лист

Изм. Лист №документа Подпись Дата	26

> [ ] = 1,5 … 2,5

=	−1			;
=	+	∙		;	(71)
	+	∙			(71)

=	−1		,
=	+	∙	,		(72)
	+	∙			(72)

где σa и τa - амплитуды напряжений цикла;

ΨσD и ΨτD - коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения;

σm и τm - средние напряжения цикла.

В расчетах принимаем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу,

т.е. σa = σи и σm = 0, а касательные напряжения - по отнулевому циклу, т.е. τa = τk/2

и τm = τk/2 .

Тогда:

-1D 87,2

s = a = 7,3 =11,9

-1D 81,6

s = a = 0,1 =816

Определим коэффициент

запаса прочности для опасного сечения :

∙

√ 2+ 2

(73)

11,9∙816

s = = 11,9 √11,92+8162

Условие s ≥ [s] выполняется.

5.2.			Проверочный расчет тихоходного вала
		Силы, действующие в зубчатом зацеплении:
Ft2 = 2987,92 Н - окружная сила
Fr2 = 1087,5 Н - радиальная сила
Fа2 = 270,29 Н - осевая сила
	Определим момент от действия осевой силы:
						= ∙	2	(74)

							2
				2		2	2
		d2		252
m2 = Fa2∙			= 270,29∙		= 34057 Н∙мм
m2 = Fa2∙			= 270,29∙	2	= 34057 Н∙мм
2				2
								Лист
								Лист
Изм. Лист	№документа Подпись Дата							27
Изм. Лист	№документа Подпись Дата

Усилие на вал от действия муфты: Fм = 1431,04 Н

Длины участков вала: а = 51 мм, b = 51 мм, с = 150 мм

Определим реакции в опорах.

а) Вертикальная плоскость YOZ:

∑МА = 0;

Fr2 ∙ а + Rby ∙ (а + b) − m2 = 0

(75)

-Fr2∙а + m2

-1087,5 ∙ 51 + 34057

= 209,4 Н

а + b

51 + 51

∑МВ = 0;

−Rаy ∙ (а + b) − Fr2 ∙ b − m2 = 0

(76)

-Fr2∙b - m2

-1087,5 ∙ 51 - 34057

= 878,1 Н

a + b

51 + 51

Проверка:

∑F

=0;

Ray-Fr2+Rby =0

(878,1)-1087,5+(209,4)=0

0 = 0 - условие выполняется

б) Горизонтальная плоскость XOZ:

∑М = 0;

−

∙ а −

∙ (а + ) + м ∙ ( + + ) = 0

(77)

-Ft2∙а + Fм∙(a + b + c) -2987,92 ∙ 51 + 1431,04∙(51 + 51 +150)

Rbx

=2041,6 Н

a + b

51 + 51

∑М

= 0;

∙

(а + ) +

∙ + м ∙ = 0

(78)

-Ft2∙b - Fм∙c

-2987,92 ∙ 51 - 1431,04 ∙ 150

Rax

= -3598,4 Н

а + b

51 + 51

Проверка:

∑F

=0;

Rax +Ft2+Rbx-Fм=0

(-3598,4)+2987,92+(2041,6)-1431,04=0

0 = 0 - условие выполняется

Определим изгибающие моменты в плоскости XOZ:

∙

(79)

у1

Му1

= (-3598,4) ∙ 0,051 = -183,5 Н∙

Лист

Изм. Лист

№документа

Подпись Дата

∙ ( + ) +

∙

(80)

у2

Му2 = (-3598,4) ∙ (0,051 + 0,051) + 2987,92 ∙ 0,051 = -214,7 Н∙м

∙ ( + + с) +

∙ ( + с) +

∙

(81)

у3

Му3 = (-3598,4) ∙ (0,051 + 0,051 + 0,15) + 2987,92 ∙ (0,051 + 0,15) + (2041,6) ∙ 0,15 = 0

Определим изгибающие моменты в плоскости YOZ:

Млев =

∙

(82)

х1

Мхлев1 = (878,1) ∙ 0,051 = 44,8 Н∙м

Мправ

∙ + = (878,1) ∙ 0,051 + 34,1 = 10,7 Н ∙ м

(83)

х1

Мправ = (878,1) ∙ 0,051 +34,1 = 10,7 Н∙м

х1

∙ ( + )

∙ +

(84)

Мx2 = (878,1) ∙ (0,051 + 0,051) + 1087,5 ∙ 0,051 + 34,1 = 0

∙ ( + + с) +

∙

( + с) +

∙ =

(85)

Мx3 = (878,1) ∙ (0,051 + 0,051) + 1087,5 ∙ (0,051 + 0,15) + 34,1 + (209,4) ∙ 0,15 = 0

Определим суммарные изгибающие моменты:

Мсум1 = √М2

1 + М21

(86)

Мсум1 = √(44,8)2

+(-183,5)2 = 188,9 Н∙м

Мсум2 = √М2

2 + М22

(87)

Мсум2 = √(10,7)2 + (-183,5)2 = 183,8 Н∙м

Мсум3 = √М2

3 + М23

(88)

Мсум3 = √(0)2 + (-214,7)2 = 214,7 Н∙м

Построим эпюры тихоходного вала

Лист

Изм. Лист №документа Подпись Дата	29

Рисунок 4 - Эпюры тихоходного вала

5.2.1. Расчет вала на статическую прочность

Исходные данные:

-диаметр вала в опасном сечении - d = 50 мм;

-суммарный изгибающий момент - Мсум=214,7 Н∙м;

-крутящий момент - Т=376,08 Н∙м;

-материал вала - Сталь 45 : в=900 Н/мм2, т=650 Н/мм2, -1=410 Н/мм2, -1=230 Н/мм2,

Определим амплитуды напряжений цикла в опасном сечении :

					М	∙ 103
			а = и	=	сум		,	(89)
			а = и	=			,

		где W - момент сопротивления сечения вала при изгибе: W=0,1∙d3=0,1∙503=12500 мм3
а =	214,7 ∙103		= 17,2 Н/мм2
а =	12500		= 17,2 Н/мм2
	12500
								Лист
								Лист
Изм. Лист		№документа Подпись Дата						30
Изм. Лист		№документа Подпись Дата

<<< < Предыдущая 1 23 / 53 4 5 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке Курсовая работа по Деталям машин ДМ. Червячный редуктор.

#
26.03.20211.27 Mб45Записка.pdf
#
26.03.202185.38 Кб41Колесо червячное.cdw
#
26.03.2021174.12 Кб37Колесо червячное_спецификация.spw
#
26.03.2021256.67 Кб53Общий вид.cdw
#
26.03.202149.05 Кб35Общий вид_спецификация.spw
#
26.03.2021164.59 Кб49Редуктор.cdw