- •В.А. Жулай, д.Н. Дегтев
- •Введение
- •Общие сведения о проектировании и конструировании
- •1.1. Основные понятия и обозначения
- •1.2. Цели и задачи курсового проектирования
- •1.3. Организация курсового проектирования
- •1.4. Требования к изделиям. Общие принципы и порядок проектирования
- •Кинематический расчет привода
- •2.1. Выбор электродвигателя
- •2.2. Расчет кинематических и силовых параметров привода
- •Расчет зубчатых передач
- •Выбор материалов и видов термической обработки зубчатых колес
- •. Определение допускаемых напряжений и коэффициента нагрузки
- •Значения пределов контактной выносливости зубьев
- •Учет режима нагружения при определении допускаемых напряжений
- •Значения коэффициентов эквивалентности
- •Значения пределов изгибной выносливости зубьев
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется аналогично:
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность равен по (3.12):
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется по формуле (3.20):
- •. Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •Расчет цилиндрической редукторной пары
- •Предварительные основные размеры колеса:
- •Размеры заготовок
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Предварительные основные размеры колеса
- •Число зубьев шестерни и колеса
- •Фактическое передаточное число
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Расчет открытой передачи
- •Предварительные основные размеры колеса
- •Фактическое передаточное число
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Силы, действующие в зацеплении
- •3.4. Расчет конических зубчатых передач
- •3.4.1. Расчет конической редукторной пары
- •Модуль передачи
- •Относительное смещение xe1 прямозубых шестерен
- •Размеры заготовки колес
- •Напряжение изгиба в зубьях колеса, мПа,
- •Фактическое передаточное число
- •Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба
- •Напряжение изгиба в зубьях колеса, мПа,
- •3.4.2. Силы, действующие в конической передаче
- •3.5. Расчет планетарных передач
- •Кинематический расчет
- •Соседства:
- •Силовой расчет
- •Для сателлитов, с учетом количества зацеплений
- •3.5.3. Расчет нагрузок, действующих на валы и опоры
- •Радиальная реакция опоры подшипника сателлита
- •Кинематический расчет
- •Соседства:
- •Силовой расчет
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность равен из (3.12)
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется по формуле (3.20)
- •Проверочные расчеты Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •Окружная сила в зацеплении (по (3.92), н
- •Расчет червячных передач
- •Выбор материалов червячных пар
- •Основные механические характеристики материалов для червячных колес
- •Значения коэффициентов эквивалентности для червячных передач
- •Расчет основных параметров червячной передачи
- •Проверочный расчет передачи на прочность
- •Тепловой расчет
- •Силы в зацеплении
- •Расчет основных параметров
- •Проверочный расчет передачи на прочность
- •Силы в зацеплении
- •Расчет ременных передач
- •Расчет плоскоременных передач
- •Выбор типа ремня
- •Расчет геометрических параметров плоскоременной передачи
- •Расчет на прочность плоскоременной передачи
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры плоскоременной передачи
- •Расчет клиноременных передач Общая характеристика клиноременной передачи
- •Размеры клиновых ремней по гост 1284.1 – 89 и гост 1284.3 – 96
- •Порядок проектного расчета клиноременных передач
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры клиноременной передачи
- •Расчет передач с поликлиновыми ремнями
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры поликлиноременной передачи
- •Силы, действующие на валы ременной передачи
- •Для плоскоременной передачи
- •Шкивы ременных передач
- •Расчет цепных передач Типы и условия работы приводных цепей
- •5.1. Расчет параметров цепной передачи
- •Допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей [рц], н / мм 2
- •5.2. Силы, действующие на валы цепной передачи
- •5.3. Звездочки для пластинчатых роликовых цепей
- •Основные параметры передачи роликовой цепью
- •6. Конструирование редукторов
- •6.1. Проектный расчет валов
- •Предварительный выбор подшипников качения
- •6.2. Эскизная компоновка редуктора
- •Проверочный расчет валов
- •6.3.1. Расчет вала на статическую прочность
- •6.3.2. Расчет вала на усталостную выносливость
- •Определение реакций в опорах в горизонтальной плоскости
- •В вертикальной плоскости
- •Расчет на статическую прочность Максимальное нормальное напряжение
- •Расчет вала на усталостную выносливость
- •6.4. Расчет шпоночных и шлицевых соединений
- •6.4.1. Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений
- •6.4.2. Расчет шлицевых соединений
- •Подбор подшипников качения
- •Поля допусков отверстий под подшипники
- •Реакции от сил в зацеплении
- •В горизонтальной плоскости
- •6.6. Смазывание передач и подшипников качения редукторов
- •Трансмиссионные масла
- •Классификация трансмиссионных масел
- •7. Содержание и оформление конструкторской документации курсового проекта
- •7.1. Виды конструкторских документов, их обозначение
- •Основные надписи
- •7.2. Расчетно-пояснительная записка
- •Расчетно-пояснительная записка
- •7.3. Спецификация
- •7.4. Библиографический список
- •7.5. Графические документы
- •8. Применение прикладных программ расчетов узлов и деталей машин
- •8.1. Примеры расчета передач с использованием программы amp Win Machine в модуле amp Trans
- •8.1.1. Расчет цилиндрической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета цилиндрической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •8.1.2. Расчет конической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета конической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •8.1.3. Расчет червячной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета червячной передачи в модуле amp Trans
- •8.1.4. Расчет плоскоременной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета плоскоременной передачи в модуле amp Trans
- •8.1.5. Расчет клиноременной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета клиноременной передачи в модуле amp Trans
- •8.2. Пример расчета вала по усталостной прочности с использованием программы amp Win Machine в модуле amp Shaft
- •Результаты расчета тихоходного вала косозубой передачи цилиндрического редуктора в модуле amp Shaft
- •9. Технические задания на курсовой проект
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложения
- •Технические данные двигателей серии 4а
- •Продолжение табл. П.4
- •Продолжение табл. П.4
- •С короткими цилиндрическими роликами (из гост 8328 – 75)
- •Подшипники роликовые конические однорядные (из ту 37.006.162 – 89)
- •Оглавление
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Реакции от сил в зацеплении
В вертикальной плоскости
: ;
Н;
: ;
Н.
Проверка:
: ; 557,8 – 1209 + 651,2 = 0.
Реакции определены правильно.
В горизонтальной плоскости
: ;
Н;
: ;
Н.
Проверка:
; ; .
Реакции определены правильно.
Реакции от силы FM
Реакция в точке В:
: ;
Н.
Определение реакций от силы FM в точке С:
: ;
Н.
Проверка:
: ; .
Реакции определены правильно.
Определим реакции в точках С и В.
Суммарная реакция в точке С от сил в зацеплении
Н.
Суммарная реакция в точке В от сил в зацеплении
Н.
Суммарные реакции в точках С и В с учетом нагрузки от муфты
Н;
Н.
Обычно подшипниковую опору, воспринимающую внешнюю осевую нагрузку Fа от сил в зацеплении, обозначают цифрой 2. В данной схеме это будет опора В, поэтому все обозначения, имеющие индекс 2, относятся к опоре В, а индекс 1 – к опоре С (см. рис. 6.10).
Определяем эквивалентные нагрузки:
; ; .
Предполагаем тяжелый режим работы, KЕ = 0,8.
Н; Н; Н.
Расчетные осевые силы от действия радиальных нагрузок для радиально-упорных конических роликоподшипников определяются с учетом соотношения внутренних осевых сил S = 0,8еFr по табл. 6.15, причем Fr = RE.
Рис. 6.11. Расчетная схема для подшипников быстроходного вала конического редуктора с круговыми зубьями.
Таблица 6.15
Расчетные осевые силы для радиально-упорных
конических роликоподшипников
-
Условия нагружения
Осевые силы
S1 ≥ S2; FEa ≥ 0
Fa1 = S1;
Fa2 = FEa + Fa1
S1 < S2; FEa ≥ S2 – S1
S1 < S2; FEa < S2 – S1
Fa2 = S2; Fa1 = Fa2 – FEa
Определим осевые силы, возникающие от действия радиальных нагрузок
Н;
Н.
Так как S1 < S2, принимаем Fa1 = S1 = 853 Н, и проверяем неравенство
Fa1 = 2 713 > S1 – S2 = (1 416 – 853) = 563.
Тогда Fa2 = FEa + Fa1 = 2 713 + 853 = 3 566 Н.
Определяем отношение и сравниваем его с предельным значением е.
При вращении внутреннего кольца V = 1.
(табл. П.17), т. е. меньше предельного значения, следовательно, осевую силу не учитываем, значит, X = 1; Y = 0.
(табл. П.17), т. е. больше предельного значения, следовательно, осевую силу необходимо учитывать.
В этом случае для всех конических роликоподшипников X = 0,4, а по данным табл. П.17 Y = 1,94.
Эквивалентная динамическая нагрузка Pr:
для опоры 1 (С)
Н;
для опоры 2 (В)
Н.
Так как Рr2 > Pr1, то наиболее нагруженной является опора 2, по которой и подбираем подшипники.
Расчетная долговечность
ч > ч.
Необходимая долговечность обеспечена.
6.6. Смазывание передач и подшипников качения редукторов
Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения интенсивности изнашивания трущяхся поверхностей, их охлаждения и очистки от продуктов износа, а также для предохранения от заедания, задиров, коррозии должно быть обеспечено надежное смазывание трущихся поверхностей.
Для смазывания закрытых передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхности расположенных внутри корпуса деталей.
Картерное смазывание применяют при окружных скоростях зубчатых колес и червяков до 12,5 м / с. При более высоких скоростях масло сбрасывается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостаточном смазывании. Кроме того, заметно возрастают потери мощности на перемешивание масла, повышается его температура.
Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Преимущественное применение для смазывания передач и подшипников качения редукторов получили смазочные масла.
Смазочные масла по производственному применению подразделяют на следующие:
моторные (для поршневых двигателей);
трансмиссионные (для цилиндрических, конических, спирально-конических и гипоидных передач, зубчатых редукторов, шарниров);
индустриальные (для машин и механизмов промышленного оборудования – станков, направляющих скольжения, промышленных редукторов, прокатных станов, приборов);
различного назначения – компрессорные, холодильные, турбинные.
Для смазывания редуктотров общемашиностроительного применения используют индустриальные масла, характеристика которых приведена в табл. 6.16.
Таблица 6.16
Характеристики индустриальных масел
Марка
|
Обозначение по ГОСТ 17479.4 – 87 |
Плотность при 20 ºС кг/м3, не более |
Кинематическая вязкость при 40 ºС, мм2/с |
Температура, ºС |
Область применения |
|
вспышки в открытом тигле, не ниже |
застывания, не выше |
|||||
ИГП- 18
ИГП-30
ИГП-38
ИГП-49 |
И-Г-С-32
И-Г-С-46
И-Г-С-68
И-Г-С-68 |
880
885
890
895 |
24 … 30
35 … 50
35 … 65
70 … 85 |
176
200
210
215 |
-15
-15
-15
-15 |
Гидравлические системы станков автоматических линий, высокоскоростные коробки передач, мало- и средненагруженные редукторы и червячные передачи, вариаторы, подшипники |
ИГП-72
ИГП-91
ИГП-114 |
И-Г-С-100
И-Г-С-150
И-Г-С-220 |
900
900
900 |
110 … 125
148 … 165
186 … 205 |
220
225
230 |
-15
-15
-15 |
Гидросистемы тяжелого прессового оборудования, шестеренчатые передачи, средненагруженные зубчатые и червячные редукторы |
ИГП-152
ИГП-182 |
И-Т-С-320
И-Т-С-320 |
905
910 |
288 … 352
288 … 352 |
230
240 |
-15
-15 |
Нагруженные зубчатые и червячные передачи, коробки скоростей и другие узлы |
Для сокращения номенклатуры ГСМ, используемых при эксплуатации, в редукторах приводов транспортных, строительных и дорожных машин нужно применять трансмиссионные масла.