Допуски и посадки гладких цилиндрических соединений

 

принимаем d₃=75 мм по [2]

 

4.4 Определение геометрических параметров тихоходного вала

 

     Диаметр под полумуфту d₁, мм, определится по формуле [2]

                                               (4.3)

=90 мм

      Принимаем d₁=90мм

      Диаметр  под подшипник d₂, мм, принимаем по [2] d₂=95 мм

      Диаметр  под колесо d₃, мм

                                                                                                      (4.4)

        Принимаем по [2] d₃=105мм

 

4.5 Предварительный выбор подшипников

 

Fa/Fr=1694,3/3687,5=0,4>0,25

      Выбираем роликовые конические однорядные по ГОСТ 333 – 79.

       Марки подшипников для каждого из валов

       Быстроходный-7213

        Тихоходный-7219

 

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИЙ ОПОР

 

5.1 Быстроходный вал

 

        Реакции опор ведущего вала определяем по рисунку 1

            Y

 

                   Z

                                

                   Х

          

Рисунок 1 – Расчетная схема быстроходного вала

     Плоскость ZY:

       определяем опорные реакции, Н

 -R_ay·0,206+ F_r1·0103 – F_a1·0,103 – F_р.п.·0.1587=0;

R_ay=(F_r1·0,103 – F_a1·0,103 – F_рп.·0,1587) /0,206=-1983 H

 

 

-F_r1·0,103 – F_a1·0,103+R_by·0,206 – F_рп. 0,365=0;

R_by=(F_r1·0,103 + F_a1·0,103+ F_р.п.·0,365)/0,206= 9545,7 H

         Проверка: R_ay-F_r1+R_by-F_ц.п=0

-1985-3687,5+9545,7-386,5=0

0=0 – условие выполнено;

Плоскость ZX:

        а) определение опорных реакций, Н

R_ax·0,206-F_t1·0,103-F_a·0,103=0;     R_ax=(F_t·0,103+F_a1·0,103)/0,244=5841,3 H

 

 F_t·0,103 – F_a1·103-R_bx·0,206=0;

R_bx=( F_t·0,103 – F_a1·0,103)/0,206=4147 H

Проверка:

R_ax-F_t1+R_bx=0

5841,3-9988,5+4147=0

0=0 – условие выполнено;

Определяем суммарные  радиальные реакции, Н

R_A=

=6168,4 H

R_B=

= =104078 H

 

5.2 Тихоходный вал

     Реакции опор ведущего вала определяем по рисунку 2

Z

               Y    

               X      

Рисунок 2 – Расчетная схема тихоходного вала

     Плоскость ZY:

       а) определяем опорные реакции, Н

 -R_ay·0244 - F_a2·0,1227 – F_r2·0,1227=0;

R_ay=( -F_a2·0,1227- F_r2·0,1227) /0,244=-660,4 H

 -F_a2·0,1227+F_r2·0,1227+R_by·0,244=0;

 

R_by=( F_a2·0,1227-F_r2·0,1227)/0,244=-1001 H

       Проверка: R_ay+F_r2+R_by=0

-660,4+3687,5-1001=0

0=0 – условие выполнено;    

     Плоскость ZX:

       а) определение опорных реакций, Н

 -F_м·0,46+R_ax·0,244-F_a2·0,1227+F_t2·0,1227=0;

R_ax= (F_м·0,46+F_a2·0,1227-F_t2·0,1227)/0,244=15912 H

 

 - F_м·0,2159- F_t2·0,1227-R_bx·0,244- F_a2·0,1227 =0;

R_bx= (-F_м·0,2159 - F_t2·0,1227- F_a2·0,1227) /0,244=-10588 H

        Проверка: -F_м +R_ax+F_t2+R_bx =0

-5326+15912+9988,5-12812.2=0

0=0 – условие выполнено;

       Определяем суммарные радиальные реакции, Н

      R_A=

=15925,7 H

R_B=

= =10635,2 H

 

6. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ

 

6.1 Быстроходный вал

       Ранее выбранный роликовый конический однорядный подшипник по          ГОСТ 333 – 79 имеет следующие характеристики:

- базовая динамическая  грузоподъёмность Сr,кН  82,7;

       Определим коэффициент осевого смещения

=1694,3/(1×3687,5)=0,45>е=0,41

Эквивалентная нагрузка R_E, Н, определится по формуле [2]

                                                                          (6.1)

где        X – коэффициент радиальной нагрузки, X=0,4 [2];

              У – коэффициент осевой нагрузки, У=1,48 [2];

    F_a – осевая нагрузка , Н;

     V – коэффициент вращения, V =1  [2];

     К_б – коэффициент безопасности, К_б=1  [2];

     К_т – температурный коэффициент, К_т =1, [2].

 

R_EА=

=(0,4×1×15925,7 +1,48×1694,3)×1×1=9728,3 Н

     R_EВ= =(0,4×1×10635,2 +1,48×1694,3)×1×1=7400Н

 

Расчетная долговечность L_10h ,ч, определится по формуле [2]

                                                                    (6.2)

        где      a₁ - коэффициент надежности; a₁=1[2]

                      a₂₃ – коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника   и качества его эксплуатации; a₂₃=0.6[2]

                    n – частота вращения внутреннего кольца подшипника, об/мин

m – показатель степени; m=3.33 [2]

 

= ч >16000 ч – условие выполнено

 

6.2 Тихоходный вал

 

       Ранее выбранный роликовый конический однорядный подшипник по ГОСТ 333 – 79 имеет следующие характеристики:

- базовая динамическая  грузоподъёмность Сr,кН                       130;

Эквивалентная нагрузка R_E, Н, определится по формуле 8.2 [2]

              R_EА= =(0,4×1×15925,7 +1,67×1694,3)×1×1= 10119,7Н

     R_EВ= =(0,4×1×10635,2 +1,67×1694,3)×1×1=7083,6   Н

 

Расчетная долговечность L_10h ,ч, определится по формуле 6.2 [2]

 

 

= ч >14000 ч – условие выполнено

 

7. ВЫБОР СТАНДАРТНОЙ МУФТЫ

     Выбираем из числа стандартных муфт по [1] муфту предохранительную фрикционную ГОСТ 400-45-1.

     Проверим выполнение условия [2]

                                                             Т_р=к∙Т₂ ≤ [Т],                                       (7.1)

 где    Т_р – расчетный вращающий момент, Н м;

           [T] – предельно допустимый вращающий момент, Н м, Т=4000 Н∙м [2];

            к – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, к=1,25 [2].

                         Т_р=1,25∙2836,7=3545,8 Н∙м ≤ 4000 Н∙м – условие выполнено

 

8. ВЫБОР И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

                   

     Выбираем по [2] шпонку на быстроходный вал под звёздочку 18×11×63 ГОСТ 23360 - 78

     Условие прочности для выбранной шпонки имеет вид

 ,                                          (8.1)                        

  где   F₂ – сминающая сила, Н.                 

F₂ =2∙Т₁/d₁                                                 (8.2)

F₂ =2∙738,5∙10³/60=24616,6 Н

А_см=(h – t₁)∙l,

  где   t₁ – глубина паза вала, мм, t₁ =6 мм [2]

А_см=(11 – 7)∙63=252 мм²

 – условие выполняется

Условие прочности выполняется, значит выбранная шпонка 18×11×63 ГОСТ 23360 – 78 выдержит необходимые нагрузки.

     Выбираем по [1] шпонку на тихоходный вал под колесо 25×14×125 ГОСТ 23360 - 78

Условие прочности для  выбранной шпонки имеет вид 

 ,                                          (8.3)                        

  где   F₃ – сминающая сила, Н.                 

F₃ =2∙Т₂/d₃                                                 (8.4)

F₂ =2∙2836,7∙10³/105=54032 Н

                                               А_см=(h – t₁)∙l,

  где    t₁ – глубина паза вала, мм, t₁ =7,5 мм [1]

А_см=(14 – 9)∙125=625 мм²

 – условие выполняется

     Условие прочности выполняется, значит выбранная шпонка 25×14×180  ГОСТ 23360 – 78 выдержит необходимые нагрузки.

     Выбираем по [2] шпонку на тихоходный вал под полумуфту 25×14×100  ГОСТ 23360 - 78

      Условие прочности для выбранной шпонки имеет вид

 ,                                          (8.5)                        

   где    F₆ – сминающая сила, Н.                 

F₆ =2∙Т₂/d₃                                                 (8.6)

F₅ =2∙2836,7∙10³/90=63022 Н

А_см=(h – t₁)∙l,

   где    t₁ – глубина паза вала, мм, t₁ =9 мм [2].

А_см=(14 – 9)∙100=500 мм²

 – условие выполняется

       Условие прочности выполняется, значит выбранная шпонка 25 100 ГОСТ 23360 – 78 выдержит необходимые нагрузки.

 

9. ВЫБОР СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

     Уровень масла в редукторе не должен быть ниже уровня зацепления быстроходной зубчатой передачи. Погружать передачу в масло необходимо на высоту зуба.

     Марку масла, заливаемого в редуктор, выбираем в зависимости от окружной скорости и от значения среднего допускаемого контактного напряжения [σ_H]_ср.

     Из [2] выбираем масло индустриальное И-Г-А-68.

 

10.  РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ  КРЫШКИ РЕДУКТОРА

 

      Толщина ребер жесткости и стенок корпуса и крышки, , мм, определится по формуле [1]

=0,025 +1                                              (10.1)

=0,025∙315+1=8.87 мм

     Следуя рекомендациям [1] принимаем =12 мм

     Толщина фланцев поясов корпуса и крышки, b, мм, определится по формуле [1]

=                                                     (10.2)

=1.5 12 = 18мм

     Диаметр фундаментных болтов, d₁, мм, определится по формуле [1]

d₁=(0,03…0,036)∙ +10                                      (10.3)

d₁=(0,03…0,036)∙280+10=18,4…20,08 мм

     По [1] принимаем болты сo стандартной резьбой M12

     Диаметр болтов, соединяющих крышку с корпусом, d₂, мм определится по формуле [1]                                d₂=(0,5…0,6)∙ d₁                                           (10.4)

d₂=(0,5…0,6)∙ 20=10…24 мм

По [1] принимаем болты сo стандартной резьбой M24.

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения задания по курсовому проектированию была разработана типовая конструкция  одноступенчатого горизонтального  цилиндрического косозубого редуктора общего назначения. Данный редуктор предназначен для длительной работы.

Выполнение задания  разделено на 2 этапа. Первым этапом задания является пояснительная  записка, а вторым – графическая  часть.

Пояснительная записка  состоит из необходимых расчетов отдельных деталей и узлов редуктора и содержит пояснения этих расчетов.

Графическая часть включает в себя три чертежа: два рабочих  и один сборочный. Рабочие чертежи  выполнены на тихоходный вал и  зубчатое колесо редуктора. Сборочный  чертеж выполнен на полнокомплектный редуктор и сопровождается соответствующей спецификацией.

Пояснительная записка  и чертежи выполнены в соответствии  со всеми требованиями, предъявляемыми к нормативно-технической документации на производстве.

В процессе проектирования редуктора были усвоены и закреплены знания по следующим предметам: теоретическая механика; сопротивление материалов; детали машин; техническая графика; допуски, посадки и технические измерения; стандартизация и качество продукции.

Спроектированный редуктор может применяться для привода различных типов рабочих машин – например ленточных конвейеров – и соответствует  всем нормам, предъявляемым к данному типу редукторов

 

 

 

 

 

 

 

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 21354 – 87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчёт  на прочность.
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин, - М.: Высшая школа, 1985. –416с.
3. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцов Б.С. Расчёты деталей машин, - Мн.: Вышэйшая школа, 1986. –400с.
4. Скойбеда А.Т. Детали машин и основы конструирования. – Мн.: Вышэйшая школа, 2000. –516с.
5. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин - М.: Машиностроение, 1987. –416с.
6. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин. – М.: Высшая школа, 1991. –432с.