- •Казань – 2008
- •1 Общий расчет привода
- •1.1 Кинематическая схема и ее анализ. Исходные данные
- •1.2 Выбор электродвигателя
- •1.3 Кинематический расчет привода
- •Передаточное отношение определяется по формуле
- •1.4 Силовой расчет привода
- •Результаты общего расчета привода
- •2 Расчет червячной передачи
- •2.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •2.2 Выбор материала червяка и колеса
- •Ожидаемая скорость скольжения, для рассматриваемого задания
- •2.3 Допускаемые контактные напряжения
- •2.4 Допускаемые изгибные напряжения
- •2.5 Проектировочный расчет
- •2.5.1 Межосевое расстояние
- •2.5.2 Основные параметры передачи
- •2.5.3 Геометрические размеры червяка и колеса
- •2.5.4 Кпд передачи
- •2.5.5 Тепловой расчет передачи
- •2.5.6 Силы в зацеплении
- •2.5.7. Степень точности зацепления
- •2.6. Проверочный расчет
- •2.6.1. Проверочный расчет по контактным напряжениям
- •2.6.2. Проверочный расчет по напряжениям изгиба зубьев
- •3 Эскизное проектирование передачи Общие положения
- •3.1.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •3.1.2 Геометрические размеры вала и выбор подшипников
- •Диаметр вала (цапфы) под подшипники
- •3.2 Проектировочный расчет выходного вала и выбор подшипников
- •3.2.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •3.2.2 Геометрические размеры выходного вала
- •3.3 Эскизная компоновка передачи
- •4 Проверочный расчет выходного вала
- •4.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •4.2 Определение внешних нагрузок - реакций связей
- •4.3 Определение внутренних усилий в поперечных сечениях вала
- •4.4 Выбор материала. Расчет вала на статическую прочность.
- •5 Проверочный расчет подшипников выходного вала
- •5.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •5.2 Расчет динамической грузоподъемности
- •6 Расчет соединения вал-ступица выходного вала
- •6.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •6.2 Выбор и расчет основных параметров шпонки
- •7 Выбор муфты входного вала
- •8 Эскизное проектирование корпуса редуктора
- •8.1 Основные параметры корпуса редуктора
- •8.2 Расчет стаканов подшипников
- •8.3 Эскиз корпуса редуктора
- •9 Сборка и особенности эксплуатации редуктора
3.3 Эскизная компоновка передачи
Эскизная компоновка передач редуктора выполняется по результатам произведенных расчетов, как правило, на миллиметровке в соответствующем масштабе (лучше 1:1). Выполнение эскизного чертежа начинается с проведения линий, определяющих межосевые расстояния с дальнейшим изображением деталей передач: валов, подшипников, зубчатых колес.
По результатам выполнения эскизной компоновки уточняются размеры валов и делается заключение о работоспособности передачи редуктора.
На рис. 7 приведена принципиальная эскизная компоновка червячного редуктора, а на рис. 8 – в масштабе 1:2 для рассматриваемого примера.
4 Проверочный расчет выходного вала
Проверочный расчет выходного (или любого другого) вала проводится с целью определения сохранения его работоспособности под действием приложенных к нему нагрузок в течение установленного срока эксплуатации. Расчет вала производится по предложенной методике.
4.1 Расчетная схема. Исходные данные
Точка приложения окружной Ft2, радиальной Fг2 и осевой Fa2 сил обозначена точкой С. Сила Ft2 в точке приложения С создает момент Т2 (М1), а силы Ft2, Fa2 и Fг2 в точках опор А и В приводят к возникновению реакций RAY; RAX; RBY; RBX. Моменту Т2 препятствует момент сил полезных сопротивлений ТПС (М2). Анализ кинематической схемы показывает, что точка С равноудалена от точек А и В, следовательно длины участков ℓ1 и ℓ2 равны между собой и равны ½ℓ р2 = 60,12 мм, а значение ℓ3 = ℓ2п – ℓр2 = 308 – 120,25 = 187,75 мм.
С учетом проведенного анализа расчетная схема на прочность выходного вала имеет вид, представленный на рис.9
Рис.9 Расчетная схема на прочность выходного вала
червячной передачи
4.2 Определение внешних нагрузок - реакций связей
Исходными данными являются результаты расчетов, проведенных в предыдущих разделах:
Ft2 = 6361,3 Н; Fг2 = 2315,5 Н; Fa2 = 1767 Н; Т2 = 954,2 Н·м;
ℓр2 = 120,25 мм; ТПС = Т2 = 954,2 Н·м; ℓ2п = 308 мм, d2 = 300 мм.
По условию расположения точки С
ℓ1 = ℓ2 = ℓр2= · 120,25 = 60,12 мм.
Для определения неизвестных сил реакций воспользуемся уравнениями равновесия:
в плоскости YOZ:
=0, RBу (ℓ1 +ℓ2) – Fa2 d2 – Fr2 · ℓ1 = 0,
RBУ = = 3361,8 Н.
=0, Fr2· ℓ2 – RAУ(ℓ1 + ℓ2) – Fa2 d2 = 0,
RAУ = = -1046,5 Н.
Для проверки правильности решения составляется уравнение
= 0; Σ FКУ = -RAУ + RBУ – Fr2 = -1046,5Н + 3361,8 – 2315,5 ≈ 0.
Реакции определены верно: RAУ= -1046,5 Н; RBУ =3361,8 Н.
В плоскости ХОZ :
= 0, RВХ· (ℓ1+ℓ2) - Ft2 ℓ1 = 0.
RВХ = = 3180,65 Н.
= 0, Ft2 ℓ2 – RAX· (ℓ1 + ℓ2) = 0.
RAX = = 3180,65 Н.
Для проверки правильности решения составляется уравнение
= 0, ΣFКХ = RAХ – Ft2 + RВХ = 3180,65 – 6361,3·+3180,65 ≈ 0.
Направление и величины сил реакции опор определены верно:
RAX = RВХ =3180,65 Н.
Если значения сил реакции имеет знак минус, то необходимо на расчетной схеме направление этих векторов изменить на противоположное.
Суммарные реакции в опорах:
RA = = 3348,4 Н;
RВ = = 4628 Н.