Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Июня 2013 в 16:04, курсовая работа
Проект должен способствовать развитию творческой инициативы и подготовить студентов к выполнению курсовых проектов последующих специальных технических дисциплин, а также к выполнению дипломного проекта и решению производственных конструкторских задач. В процессе работы над проектом студенты должны получить навыки анализа существующих конструкций с точки зрения преимуществ, недостатков и направления их совершенствования, пользования справочной литературой, ГОСТами, нормами, таблицами и номограммами, закрепить правила выполнения расчетов и составления пояснительных записок к проектам, а также графического оформления своих конструкторских решений.
Н, (5.32)
Н. (5.33)
Дальнейший расчет ведем для наиболее нагруженного подшипника, в данном случае это подшипник первой опоры.
Определяем действительный коэффициент осевого нагружения
, (5.34)
где Кк – кинематический коэффициент, при вращении внутреннего кольца Кк = 1,0 [2].
.
Определяем эквивалентную нагрузку на подшипник
, (5.35)
где Х – коэффициент радиальной нагрузки, Х = 0,4 [2];
Y – коэффициент осевой нагрузки, Y = 1,6 [2, табл. 11];
Кт – температурный коэффициент, Кт = 1 [2, табл. 14];
Кб – коэффициент безопасности, Кб = 1,3 [2, табл. 13].
Н.
Определяем требуемую динамическую грузоподъемность
, (5.36)
где n – частота вращения кольца рассчитываемого подшипника, n = 230,5 об/мин;
Lh10 – долговечность подшипника в часах при вероятности безотказной работы 90%, Lh10 = 10000 час [2, табл. 13].
r – показатель степени, r = 3,33 [2];
а1 – коэффициент долговечности в функции необходимой надежности, а1 = 1,0 [2];
а2 – обобщенный коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации, а2 = 0,65 [2, табл. 15].
< кН.
Определяем действительную долговечность подшипника
, (5.37)
час.
Подобранные подшипники имеют значительный запас долговечности, что позволит им работать безаварийно на протяжении планируемого срока эксплуатации.
6. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ КОЛЕС И ЗВЕЗДОЧЕК
6.1. Конструирование зубчатых колес
Основные параметры зубчатых колес и червяков (диаметры, ширина, модуль, число зубьев и пр.) определены при проектировании передач. Конструкция колес зависит, главным образом, от проектных размеров, материала, способа получения заготовки.
Цилиндрические зубчатые колеса обычно изготавливают из круглого проката или поковок. Ступицу цилиндрического колеса располагают симметрично или несимметрично относительно обода. При da/d < 2...2,5 (где d – диаметр вала вблизи зубчатого венца) шестерню обычно выполняют заодно с валом. При этом упрощается сборка и повышается надежность, поскольку каждое высоконагруженное соединение может оказаться потенциальным источником отказа.
В данном курсовом проекте шестерня выполняется совместно с ведущим валом.
Для получения заготовки зубчатого колеса используется штамповка [2].
Определяем толщину обода колеса
, (6.1)
где m – модуль зубчатого колеса, m = 2 мм;
b2 – ширина зубчатого колеса, b2 = 50 мм.
мм.
Ширина обода равна ширине колеса b = b2 = 50мм.
Внутренний диаметр ступицы равен диаметру вала под колесо d = dк = 55 мм.
Определяем наружный диаметр ступицы
мм. (6.2)
Определяем толщину ступицы
мм. (6.3)
Определяем длину ступицы
мм. (6.4)
Определяем толщину диска колеса
мм. (6.5)
Толщина диска должна быть мм. Принимаем С = 12 мм.
Принимаем радиусы закруглений R = 6мм [2, табл. 20].
Принимаем уклон g = 7° [2, табл. 20].
6.2. Конструирование звездочек
Определяем делительный диаметр
, (6.6)
где р – шаг цепи, р = 31,75 мм;
z – число зубьев звездочки, z1 = 26, z2 = 70.
мм,
мм.
Определяем диаметр окружности выступов
, (6.7)
мм;
мм.
Определяем диаметр проточки
, (6.8)
где h – высота цепи, h = 30.2 мм [1, табл. 7.16].
мм;
мм.
Определяем ширину зуба звездочки
, (6.9)
где Ввн – длина ролика цепи, Ввн = 19,05 мм [2, табл. 25].
мм.
Определяем ширину венца
, (6.10)
где n – число рядов цепи, n = 2;
А – расстояние между плоскостями, проходящими через середины роликов первого и второго рядов цепи, А = 35,76 мм [2, табл. 25].
мм.
Определяем радиус закругления зуба
, (6.11)
где d1 – диаметр ролика цепи, d1 = 19.05 мм [2, табл. 25].
мм.
Определяем толщину обода
, (6.12)
мм,
мм.
Определяем толщину диска
, (6.13)
мм,
мм.
Угол скоса g принимаем равным 20° [2].
Определяем радиус впадины
мм. (6.14)
Полученные данные используем при выполнении рабочих чертежей звездочек.
7. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОРПУСНЫХ ДЕТАЛЕЙ,
СТАКАНОВ И КРЫШЕК
7.1. Конструирование корпусных деталей
Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей передачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также восприятия сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипниках, открытой передаче.
Материал литого корпуса обычно чугун СЧ10, СЧ15 или СЧ18; сварного — листовая сталь Ст2 или СтЗ.
При конструировании корпуса редуктора должны быть обеспечены прочность и жесткость, исключающие перекосы валов. Для повышения жесткости служат рёбра, располагаемые у приливов под подшипники. Корпус обычно выполняют разъемным, состоящим из основания (его иногда называют картером) и крышки. Плоскость разъема проходит через оси валов. В вертикальных цилиндрических редукторах разъемы делают по двум и даже по трем плоскостям. При конструировании червячных редукторов можно применять неразъемный корпус (при аw < 140 мм) с двумя окнами по боковым стенкам, через которые при сборке вводят в корпус комплект вала с червячным колесом, и разъемный (плоскость разъема располагают по оси вала червячного колеса).
Несмотря на разнообразие форм корпусов, они имеют одинаковые конструктивные элементы – подшипниковые бобышки, фланцы, ребра, соединенные стенками в единое целое, – и их конструирование подчиняется некоторым общим правилам.
Основание корпуса и крышку фиксируют относительно друг друга двумя коническими штифтами.
Для предотвращения протекания масла плоскости разъема смазывают спиртовым лаком или жидким стеклом. Ставить прокладку между основанием и крышкой нельзя, так как при затяжке болтов она деформируется и посадка подшипников нарушается.
Определяем толщину стенки корпуса
, (7.1)
где Тmax – максимальный крутящий момент, Тmax = 518,7 Н×м.
мм.
Принимаем d = 8 мм [2].
Определяем толщину стенки крышки
мм. (7.2)
Определяем толщину ребра в сопряжении со стенкой корпуса
мм. (7.3)
Определяем толщину ребра в сопряжении со стенкой крышки
мм.
Определяем толщину фланца корпуса
мм. (7.4)
Определяем толщину фланца крышки
мм. (7.5)
Определяем толщину подъемных ушей корпуса
мм. (7.6)
Определяем толщину подъемных ушей крышки
мм. (7.7)
Определяем диаметр фундаментных болтов
мм (7.8)
Принимаем d1 = 12 мм. Принимаем 4 фундаментных болта [2].
Определяем толщину фундаментных лап
мм. (7.9)
Определяем диаметр болтов соединения крышки с корпусом редуктора у подшипников
мм (7.10)
Принимаем болты М10.
Определяем диаметр болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой
мм (7.11)
Принимаем винты М6.
Определяем диаметр крепления торцовых крышек подшипников и крышки смотрового отверстия
мм. (7.12)
Принимаем болты М8.
Принимаем отжимные болты М8 [2].
Определяем диаметр пробки для выпуска масла
мм. (7.13)
Определяем диаметр прилива подшипникового гнезда
, (7.14)
где Dп – диаметр внешнего кольца подшипника, Dп1 = 85 мм, Dп2 = 90 мм.
мм;
мм.
Определяем расстояние от стенки корпуса до края фундаментных лап
мм. (7.15)
Определяем расстояние от стенки до края фланца по разъему корпуса и крышки у подшипников
мм. (7.16)
Определяем расстояние от стенки до края фланца по разъему корпуса и крышки у основания
мм. (7.17)
Определяем расстояние от стенки корпуса до оси болтов
мм, (7.18)
мм, (7.19)
мм. (7.20)
Определяем размеры, определяющие положение болтов d2
мм, (7.21)
мм (7.22)
Определяем расстояния между осями болтов для крепления крышки редуктора к корпусу
мм. (7.23)
Определяем расстояния между осями болтов для крепления крышки редуктора к корпусу в месте прилива подшипниковых гнезд
, (7.24)
мм,
мм.
Определяем наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса по диаметру
мм. (7.25)
Определяем наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса по торцам
мм.
По полученным размерам выполняются рабочие чертежи корпуса и крышки.
7.2. Конструирование крышек подшипников
Крышки подшипников изготавливают из чугуна марок СЧ15, СЧ20. Различают крышки привертные и закладные.
При небольшом межосевом расстоянии фланцы двух соседних крышек подшипников могут перекрывать друг друга. В этом случае у обеих крышек фланцы срезают, оставляя между срезами зазор 1...2 мм.
Принимаем толщину привертной крышки для ведущего вала 6 мм, для ведомого 7 мм [2, табл. 28].
Диаметр болтов для ведущего вала d = 8 мм, для ведомого d = 10 мм [2, табл. 28].
Число болтов для ведущего вала z = 4, для ведомого z = 6 [2, табл. 28].
Принимаем длину пояска с центрирующей поверхностью l = 4 мм [2].
При установке в крышке подшипников манжетного уплотнения выполняют расточку отверстия так, чтобы можно было выпрессовать изношенную манжету.
8. СМАЗЫВАНИЕ ЗАЦЕПЛЕНИЙ
Для редукторов общего назначения
применяют непрерывное
Для открытых зубчатых передач, работающих при окружных скоростях до 4 м/с, обычно применяют периодическое смазывание весьма вязкими маслами или пластичными смазками.
Выбор сорта масла зависит от значения расчетного контактного напряжения в зубьях и фактической окружной скорости колес v.
Для проектируемого редуктора со следующими параметрами:
sн = 444,6 МПа и vок = 4 м/с принимаем кинематическую вязкость масла 28 сСт [2, табл. 29]. Принимаем марку масла И-Г-А-32 (ИГА-32) с кинематической вязкостью 29…35 сСт [2, табл. 30].
При смазывании окунанием приближенно объем масляной ванны редуктора принимают из расчета 0,5...0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности. Меньшие значения принимают для крупных редукторов [2]. Принимаем объем масляной ванны 4,3 л.
Определяем допускаемый уровень погружения колес цилиндрического редуктора в масляную ванну
, (8.1)
где m – модуль зубчатых колес, m = 2 мм.
мм.
Считают, что в двухступенчатой передаче при окружной скорости v > 1 м/с достаточно погружать в масло только колеса тихоходной передачи. При v < 1 м /с в масло должны быть погружены колеса обеих ступеней передачи.
В соосных редукторах при расположении валов в горизонтальной плоскости в масло погружают колеса быстроходной и тихоходной ступеней. При расположении валов в вертикальной плоскости погружают в масло шестерню и колесо, расположенные в нижней части корпуса. Если глубина погружения колеса окажется чрезмерной, то снижают уровень масла и устанавливают специальное смазывающее колесо.