- •Курсовий проект
- •«Розрахунок одноступінчастого циліндричного редуктора»
- •Література………………………………………………………. Дано:
- •1.Кинематический и силовой расчет передачи
- •1.5. Определение крутящиго момент и частоту вращения
- •2.Выбор материала и определение допускаемых напряжений
- •3.Геометрический расчет передачи
- •4.Проверочный расчет зубьев передачи на прочность
- •5.Конструктивная разработка и расчет валов.
- •5.1. Конструктивная разработка и расчет быстроходного вала.
- •5.1.1. Выбор муфты.
- •5.1.2. Разработка эскиза быстроходного вала.
- •5.1.3. Выбор шпонки и проверочный расчет шпоночного соединения.
- •5.1.4. Определение сил, действующих на быстроходный вал.
- •5.1.5. Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
- •5.1.6. Расчет быстроходного вала на сопротивление усталости.
- •5.2. Конструктивная разработка и расчет тихоходного вала.
- •5.2.1. Выбор муфты.
- •5.2.2. Разработка эскиза тихоходного вала.
- •5.2.3. Выбор шпонок и проверочный расчет шпоночного соединения.
- •5.2.4. Определение сил, действующих на тихоходный вал.
- •5.2.5. Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
- •5.2.6. Расчет тихоходного вала на сопротивление усталости.
- •6. Подбор и расчет подшипников.
- •6.1. Быстроходный вал.
- •6.2. Тихоходный вал.
- •7. Конструктивная разработка элементов редуктора.
- •7.1 Зубчатое колесо.
- •7.2 Крышки подшипниковых узлов.
- •7.3 Корпус и крышка редуктора
- •8. Выбор смазки редуктора.
5.1.2. Разработка эскиза быстроходного вала.
Принимаем диаметр под уплотнение равным диаметру под подшипник:
dУ = dП = dm + 2t (5.1.3)
где t –буртик, принимаем по таблице 5.1.
=d+2t=20+2∙2=24мм
Вибираємо підшипники середньої серія 46308 d=24 мм; D=90мм; B=17мм;
Муфта упругая втулочно-пальцевая ГОСТ 21424–93
Шарикоподшипник радиально-упорный однорядный (ГОСТ 831–75)
Определяем диаметр буртика под подшипник (табл.5.1):
dБП = dП + 2t (5.1.4)
=d+3,2r=25+2∙2=24 мм Принимаем =24 мм.
Длину вала под уплотнение с учетом ширины манжеты, зазоров и толщины крышки принимаем: ℓУ = 40 50 мм.
Определяем зазор Х между колесами и корпусом:
Х 3 ∙ m (5.1.5)
Х=3m=3∙3=9мм Принимаем Х=10 мм
Расстояние между опорами, мм:
ℓo = B + 2X + b1 (5.1.6)
ℓo = 17+2∙10+86=123 мм
Длина консольного участка вала:
ℓК = В/2 + ℓУ + ℓm (5.1.7)
ℓК = + 45+50 = 103,5 мм ℓК=104 мм
Рис 5.1. Эскизная компоновка быстроходного вала.
5.1.3. Выбор шпонки и проверочный расчет шпоночного соединения.
Для фиксации муфты и передачи крутящего момента от электродвигателя к шестерне на валу в специально изготовленных пазах устанавливают призматические шпонки.
Выбираем шпонку по dm с размерами. Длину шпонкиℓ выбираем по стандартному ряду на 5–10 мм меньше длины посадочных мест сопряженных деталей.
b=6 мм, h=6 мм, 3,5 мм, l=45 мм,
Выбранную шпонку необходимо проверить на смятие ее боковых сторон.
Шпонка призматическая ГОСТ 23360-78.
Условие прочности на смятие, МПа
(5.1.28)
где Т1 – крутящий момент на ведущем валу, Нм;
d – диаметр вала в рассматриваемом сечении, мм;
t1 – величина заглубления шпонки в вал (табл.5.4), мм;
h – высота шпонки, мм;
ℓр – рабочая длина шпонки при скругленных торцах, мм;
(5.1.29)
b – ширина шпонки, мм.
[]см – допускаемое напряжение смятия, зависящее от принятого материала для шпонки. При стальной ступице []см = 100–150 МПа.
=МПа<=100---150МПа
условие прочности на смятие выполняется.
5.1.4. Определение сил, действующих на быстроходный вал.
Силы, возникающие в зацеплении:
окружная: =(5.1.8)
радиальная: =(5.1.9)
осевая: =(5.1.10)
Дополнительная неуравновешенная радиальная сила от муфты:
, (5.1.11)
где DМ – диаметр центров пальцев муфты , мм.
5.1.5. Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
Рис.5.2. Схема нагружения быстроходного вала.
Рассмотрим реакции в опорах от действия сил Ft и Fm в горизонтальной плоскости. При этом считаем, что шестерня расположена относительно опор симметрично, а = b = ℓo/2, а сила Fm направлена в сторону увеличения прогиба вала (худший случай).
Сумма моментов относительно опоры А:
(5.1.12)
RВГ =
Сумма моментов относительно опоры В:
(5.1.13)
RАГ =
Проверка:;
802,1Н+94,9Н – 1159,8Н+262,8=1159,8Н-1159,8Н=0
Определяем реакции в опорах от действия сил Fr и Fa в вертикальной плоскости. Для этого составляем сумму моментов всех сил относительно опор А и В и находим опорные реакции.
(5.1.14)
RBB =
(5.1.15)
RAB =
Проверка: ;
261Н-429,7Н+168,5Н=429,7Н-429,7=0
Определяем суммарные изгибающие моменты в предполагаемых опасных сечениях I-I под шестерней и в сечении II-II рядом с подшипником, ослабленных галтелью:
В сечении I-I:
, Нмм (5.1.16)
В сечении II-II:
, Нмм (5.1.17)
В сечении I-I:
В сечении II-II:
Эквивалентные моменты в указанных сечениях:
, Нм (5.1.18)
, Нм (5.1.19)
В сечении I-I:
В сечении II-II:
Определяем диаметры валов в этих сечениях, мм:
(5.1.20)
Допускаемые напряжения на изгиб для валов и вращающихся осей принимаем [изг] =5060 МПа.
В сечении I-I:
< df1=44,408мм условие прочности выполняется.
В сечении II-II:
< dп =25мм условие прочности выполняется.