Содержание
1 РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХПАРАМЕТРОВ ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ ПРЯМОЗУБОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ 4
2 ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ И РАСЧЕТ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ДЛЯ РАССЧИТАННОЙ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ 7
3 РАСЧЕТ ПОСАДОК ГЛАДКИХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ 10
3.1 Расчет посадки с натягом 10
3.2 Расчет переходной посадки 12
4 РАСЧЕТ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ 16
1 РАСЧЕТ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ ПРЯМОЗУБОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ.
Задание:
Выбрать модуль, рассчитать геометрические параметры одноступенчатой прямозубой цилиндрической передачи привода стола контрольно-измерительного прибора, определить значения крутящего момента на вторичном валу и частоты вращения вторичного вала при следующих условиях:
Крутящий момент на ведущем валу: T1, Н∙мм – 10;
Число оборотов ведущего вала в мин: n1, об/мин – 1500;
Передаточное отношение: U12 – 5.
Определяем число оборотов вторичного вала:
.
Определим крутящий момент вторичного вала:
T2=T1*U12=10*5=50 Н*м
Из условия прочности можно вычислить приблизительное значение делительного диаметра ведущего зубчатого колеса (шестерни):
1 ,
где d1 – делительный диаметр меньшего колеса (шестерни), мм;
С – коэффициент, учитывающий геометрию передачи и свойства материалов: С = 2,0 – для стальных закалённых колёс;
Т1 – крутящий момент на валу меньшего колеса, Н∙мм;
U12 – передаточное отношение пары зубчатых колёс.
Соответственно:
Примем d1 = 80 мм.
Следовательно, можем вычислить делительный диаметр колеса d2:
d2 = U12 ∙ d1 = 5 ∙ 80 = 400 мм.
Межосевое расстояние аw в миллиметрах:
= мм.
х1, х2 – коэффициенты, корректирующие зубчатую передачу.
х1 = х2 = 0, если z ≥ 17 для шестерни.
Примем значение .
Модуль m в миллиметрах определяется из следующей зависимости:
мм.
Модуль выбираем из первого ряда по ГОСТ 9563-60.
Модуль принимаем равным 2.
где z1 – число зубьев шестерни, z2 – число зубьев ведомого колеса.
Диаметры вершин зубьев:
= 80 + 2 ∙ 2 = 84 мм;
= 400 + 2 ∙ 2 = 404 мм.
Диаметры впадин на колесах:
Ширина колеса:
= 0,5 ∙ 80 = 40 мм,
где yy bd – коэффициент ширины зубчатого венца (yy bd=0,1…0.5).
Ширина шестерни:
= 40 + 5 = 45 мм.
Диаметры отверстий под вал:
Для посадки ведущего колеса на вал применяется Шпонка 6х6х20 ГОСТ 23360-78.
Для посадки ведомого колеса на вал применяется Шпонка 10х8х22 ГОСТ 23360-78.
2 Выбор подшипников качения и расчет долговечности для рассчитанной зубчатой передачи.
Задание: Выбрать подшипники качения и рассчитать их на долговечность для условий (нагрузок от зубчатой передачи) в соответствии с результатами выполнения задачи 1.
Исходные данные:
Диаметр ведущего вала: .
Диаметр ведомого вала: .
Подшипники расположены на валах симметрично по отношению к зубчатым колесам.
Крутящий момент на ведущем валу: ;
Крутящий момент на ведомом валу:T2=50 H∙мм;
Передаточное отношение: ;
Число оборотов ведущего вала: n1=1500 об/мин;
Число оборотов вторичного вала: n2=300 об/мин;
Делительный диаметр зубчатого колеса: d1=80мм, d2=400 мм.
Решение.
В соответствии с диаметрами выбираем подшипник 201 ГОСТ 8338-75 (для ведущего вала) и подшипник 203 ГОСТ 8338-75 (для вала ведомого колеса).
Обозначение |
Внутренний диаметр, d |
Наружный диаметр, D |
Ширина, b |
Динамическая грузоподъемность, С |
201 |
12мм. |
32мм. |
10мм. |
6790Н. |
203 |
17мм. |
40мм. |
12мм. |
9560Н. |
Рассчитаем эквивалентную нагрузку Р для подшипника 201:
где x – коэффициент радиальной нагрузки, для прямозубой цилиндрической передачи равен 1;
υ – коэффициент, учитывающий какое кольцо вращается (для внутреннего 1);
Fr – радиальная нагрузка на подшипник, Н;
y – коэффициент осевой нагрузки, для прямозубой цилиндрической передачи ;
Fa – осевая нагрузка на подшипник с учётом осевой составляющей от действия радиальной нагрузки, Н;
kT – коэффициент, учитывающий температуру подшипника (при t<100ºC, kT=1);
kδ – коэффициент безопасности (нагрузка с лёгкими толчками и кратковременными перегрузками до 125% номинальной нагрузки, kδ=1,1).
Рисунок 2.1 Схема действия сил
Таблица 2.1-Определение реакций опор и осевой силы
Горизонтальная плоскость |
Вертикальная плоскость |
Поскольку подшипники расположены симметрично:
|
; Поскольку подшипники расположены симметрично:
|
В свою очередь:
Поскольку осевая нагрузка отсутствует, перейдем к расчету эквивалентной динамической нагрузки.
– эквивалентная динамическая нагрузка: ;
– динамическая грузоподъёмность: С1= 6790 Н, С2= 9560 Н (табличное значение из ГОСТ 8338-75 для данных подшипников)
–долговечность подшипника:
часов;
часов.