Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Января 2014 в 12:07, курсовая работа
Как известно главным показателем качества машин является надёжность, которая обеспечивается на стадиях их проектирования, изготовления и эксплуатации. В курсе «Детали машин и основы конструирования» излагаются теоретические положения и инженерные методы обеспечения надлежащей надёжности машин на стадии проектирования.
В основе работы большинства машин и механизмов лежит преобразование параметров и кинематических характеристик движения выходных элементов по отношению к входным. Наиболее распространенным механизмом для решения данной задачи является редуктор, который представляет систему зубчатых передач выполненных в герметично закрытом корпусе.
3. Предварительный расчет валов
3.1 Крутящие моменты в поперечных сечениях валов:
ведомого (вал червячного колеса)
Т к2=Т2=238,8 Н мм;
Ведущего (червяк)
Витки червяка выполнены за одно целое с валом (рис. 1).
3.2 Диаметр выходного конца ведущего вала по расчету на кручение при [ ] = 25 МПа
Но для соединения его с валом электродвигателя примем dв1=24 мм; диаметр вала под уплотнения dв1у=26 мм, диаметры подшипниковых шеек dп1 =30 мм.
3.3 Диаметр выходного конца
Принимаем dв2=38 мм , диаметр вала под уплотнения dв2у=40 мм, диаметр подшипниковых шеек dп2=45 мм, диаметр вала в месте посадки червячного колеса dк2=50 мм.
3.4 Диаметр ступицы червячного колеса
Принимаем мм.
3.5 Длина ступицы червячного колеса
мм. (25)
Принимаем lСТ2=80 мм.
4. Конструирование червяка и червячного колеса
4.1 Принимаем lст2 = 90 мм.
Витки червяка выполняем за одно целое с вал
Основные размеры червяка:
делительный диаметр: мм;
диаметр вершин витков: мм;
диаметр впадин витков: мм;
длина нарезанной части: b1 = 110 мм;
расстояние между опорами червяка принимаем мм;
Червячное колесо выполняем составным: венец – бронзовый, центр –
чугунный, чугун марки СЧ15.
Основные размеры червячного колеса:
делительный диаметр: мм;
диаметр вершин зубьев: мм;
диаметр впадин зубьев: мм;
ширина венца: мм;
диаметр выходного конца: dв2 = 38 мм;
диаметр подшипниковых шеек: мм.
4.2 Диаметр ступицы червячного колеса:
(мм).
Принимаем dст2 = 100 мм.
4.2 Длина ступицы червячного колеса:
(мм).
5. Конструирование корпуса редуктора.
5.1 Толщина стенок корпуса и крышки
= 0,04а + 2
= 0,04 150+2=8 мм
принимаем =10. мм;
1=0,032а+2
1 =0,032 150+2=6,8 мм,
принимаем 1= 8мм.
5.2 Толщина фланнев (поясов) корпуса и крышки
b=b1=1,5
b =1,5 10=15 мм.
5.3 Толщина нижнего пояса корпуса при наличии бобышек
р1 =1,5
р1 =1,5 10= 15 мм;
р2= (2,25 2,75) = (2,25 2,75)10 = 22,5 27,5 мм,
принимаем р2= 25 мм. Диаметры болтов:
фундаментных d1=(0,03 0,036) а + 12 = (0,03 0,036)150+12 =16,5 17,4 мм;
принимаем болты с резьбой М16 диаметры болтов d2 =13мм d3= 10 мм.
6.Первый этап компоновки редуктора
Компоновочный чертеж выполняем в двух проекциях — разрез по оси колеса и разрез по оси чертежа; желательный.
масштаб 1:1.
Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим осевую линию; вторую осевую, параллельную первой, проводим на расстоянии аw = 200 мм. Затем проводим две вертикальные осевые линии, одну для главного вида, вторую для вида сбоку.
Вычерчиваем на двух проекциях червяк и червячное колесо.
Очерчиваем
внутреннюю стенку корпуса,
колесом и между стенкой и ступицей червячного колеса 15мм.
Вычерчиваем
подшипники червяка на
располагая их симметрично относительно среднего сечения червяка.
Так же
симметрично располагаем
В связи с тем, что в червячном зацеплении возникают значительные осевые усилия, примем радиально-упорные подшипники: шариковые средней серии для червяка и роликовые конические легкой серии ( табл. П6 и П7[1]):
Таблица №2.
Условное обозначение подшипников |
d |
D |
B |
T |
C |
e |
|
мм |
кН | |||||
7808 |
40 |
85 |
19 |
19,25 |
46,5 |
0,38 |
7809 |
45 |
90 |
20 |
20,75 |
50,0 |
0,41 |
7. Выбор подшипников и расчет их на прочность
7.1 окружная сила на червячном колесе, равная осевой
силе на червяке,
Рисунок 4 – Расчетная схема подшипников ведущего вала
Н
7.2 окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе,
Н
радиальные силы на колесе и червяке
Н
Направления сил представлены на рис. 12.24[1]; опоры, воспринимающие внешние осевые силы, обозначим цифрами «2» и «4».
7. 3 Вал червяка
Расстояние между опорами . Диаметр d1=63мм.
7.4 Реакции опор (правую опору , воспринимающую внешнюю осевую силу Fa1, обозначим цифрой «2»):
в плоскости xy
H;
H;
Н;
Проверка :
Суммарные реакции
Н;
Н;
7.5 Осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально-упорных подшипников :
Н;
Н;
где для подшипников
и радиально-упорных
7.6 Осевые нагрузки подшипников (см. табл. 9.21[1]). В нашем случае S1<S2;
Pa1 =Fa S2 –S1;тогда Pa1= S1= 294 Н; Pa2= Н.
7.7 Рассмотрим левый («первый») подшипник.
Отношение осевую нагрузку не учитываем.
Эквивалентная нагрузка
Н,
где по табл. 9.19 для приводов винтовых конвейеров Кб = 1,3. Коэффициенты V= 1 и Кт =1
.
7.8 Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику.
Рассмотрим правый («второй») подшипник.
Отношение > е,
поэтому эквивалентную нагрузку определяем с учетом осевой;
кН
где Х = 0,41 и Y= 0,87 по табл. 9.18.
Расчетная долговечность, млн. об., по формуле (2,7)
;
где С- динамическая грузоподъёмность по каталогу; Р- эквивалентная нагрузка; L- номинальная долговечность.
L= млн. об.
Расчетная долговечность, ч
ч,
где n= 1500 об/мин — частота вращения червяка.
7.9 Ведомый вал (см. рис. 3).
Расстояние между опорами (точнее, между точками приложения радиальных реакций Р3 и Р4 —см. рис. 3)l2 =110 мм; диаметр d2 =240 мм.
Реакции опор
(левую опору, воспринимающую
внешнюю осевую силу Р
цифрой «4» и при определении осевого нагружения будем считать ее «второй»
см. табл. .9.21[1]).
Рисунок 5 – Расчетная схем подшипников ведомого вала
В плоскости хy
H.
В плоскости yz
Проверка :
Суммарные реакции
7.10 Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников– по формуле (7,4)
- для конических роликоподшипников,
-для радиально-упорных шарикоподшипников.
где для подшипников 7209 коэффициент влияния осевого нагружения е=0,41.
Осевые нагрузки подшипников (см. табл. 9.21) в нашем случае
тогда
7.11 Для правого подшипника отношение поэтому при подсчёте эквивалентной нагрузки осевые силы не учитываем.
Эквивалентная нагрузка
В качестве опор ведомого вала применены одинаковые подшипники 7209. Долговечность определим для левого подшипника, для которого зквивалентная нагрузка значительно больше.
7.12 Для левого подшипника мы должны учитывать осевые силы.