Курсовая работа: Привод к скребковому конвееру
Расчетная длина шпонки
Принимаем L=30 мм
Напряжение смятия
Вал ведомый
Для ступени вала под колеса
при
Принимаем L=55 мм
Напряжение смятия
Для ступени вала под
муфту при
Принимаем L=60 мм
6. Расчёт
элементов корпуса
Толщина стенок корпуса и
крышки
δ=0,025 а+1 (6.1)
δ=0,025·140+1=2,5
мм
Принимаем δ=8мм
δ1=0,02
а+1
δ1=0,02·140+1=3,8
мм (6.2)
Принимаем δ1=8мм
Толщина фланцев поясов
корпуса и крышки для верхнего пояса
L1=1,5 δ1 (6.3)
L1=1,5·8=12мм
Для нижнего пояса крышки
L=1,5 δ (6.4)
L=1,5·8=12мм
р=2,35 δ
(6.5)
р=2,35·8=19мм
принимаем р=20мм
Толщина ребер основания
корпуса
m=(0,85…1) δ (6.6)
m=(0,85…1) 8=6,8…8
принимаем m=7мм
Диаметр болтов
фундаментных
d1=(0,03…0,036) а+12 (6.7)
d1=(0,03…0,036) ·140+12=16,2…17мм
Принимаем болты с резьбой
М16
Крепящую крышку к корпусу
у подшипников
d2=(0,07…0,75) d1
(6.8)
d2=(0,07…0,75) 16=11,2…12мм
Принимаем болты с резьбой
М12
Соединяющие крышку с
корпусом
d3=(0,5…0,6) d1
(6.9)
d3=(0,5…0,6) 16=8…9,6
Принимаем болты с резьбой
М8
Размер определяющей положение
болтов d2
е=(1…1,2) d2 (6.10)
е=(1…1,2) 12=12…14,4
q≥0,5 d2+ d3 (6.11)
q≥0,5·12+8=14
7. Подбор
и расчёт муфты
Выбираем муфту по ГОСТ
20884-82 – упругая муфта с торообразной оболочкой
Таблица 6 – Параметры
муфты, мм
Тadm
|
d вала |
D муфты |
L |
L1
|
500 |
40 |
280 |
|
|
=2Т3/(πD12 δ)≤ τadm=0,5 МПа(7.1)
D1=0,75 D(7.2)
D1=0,75 ·280=210мм(7.3)
δ=0,05·D=0,05·280=14мм
=2·321,7·103/(3,14·2102·14)0,33
МПа≤τadm=0,5МПа
8.
Расчетные схемы валов
Рисунок 3 – Схема
нагружения валов
Вал ведущий
Исходные данные:
Т2=82,9 Нм;
Ft1=2872 Н;
Fr1=1158 Н;
Fn1=780 H;
Рисунок 4 – Расчётная
схема ведущего вала
Вертикальная плоскость
Реакция опор
∑МА=0; -Fn1·0,031+ Fr1·0,054-RBY·0,108 =0;
∑МВ=0; -Fn1·0,139-Fr1·0,054+RАY·0,108 =0;
Проверка:
∑Fi=-Fn1+RАY-Fr1+RBY=-780+355-1158+1583=0
Изгибающие моменты в
сечениях вала
Строим эпюру Мх
Горизонтальная плоскость
Реакции опор
RАХ = RВХ =Ft1/2=2872/2=1436 Н
Изгибающие моменты в
сечениях вала
Строим эпюру Му
Определяем суммарный
изгибающий момент в сечении вала по формуле
(8.1)
Крутящий момент
Т=Т2=82,9 Нм
Вал ведомый
Исходные данные
Т3= 321,7Нм;
Ft2= Ft1=2872
Н;
Fr2= Fr1=1158
Н;
Рисунок 5 – Расчетная
схема ведомого вала
Вертикальная плоскость
RDY= RCY=Fr2/2=1158/2=579
Изгибающие моменты в
сечениях вала
Строим эпюру Му
Горизонтальная плоскость
Проверка:
Изгибающие моменты в
сечениях вала
Определяем суммарный
изгибающий момент в сечении вала
Крутящий момент
Т=Т3=321,7 Нм
9. Подбор
подшипников качения
Вал ведущий
Предварительно принимаем
шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии 207 по ГОСТ 8338-7, Сr=20,1 кН; Соr=13,9кН
Определяем коэффициент
влияния осевого нагружения
(9.1)
Принимаем коэффициенты по
таблице 9.3 [1; с.133])
Х=0,56 - коэффициент
радиальной нагрузки;
Y=1,31 - коэффициент осевой нагрузки;
е=0,34 - коэффициент
осевого нагружения;
V=1 – коэффициент вращения
Определяем осевые
составляющие радиальной нагрузки
(9.2)
(9.3)
(9.4)
Определяем эквивалентную
нагрузку
(9.5)
(9.6)
где - температурный коэффициент
- коэффициент безопасности
Определяем динамическую
грузоподъемность
, (9.7)
где ,рад/с- угловая скорость
на валу;
,ч- расчетная долговечность
,
Подшипник пригоден
Расчетная долговечность
Вал ведущий
Предварительно принимаем
шарикоподшипники радиальные однорядные легкой серии 209 по ГОСТ 8338-7, Сr=2571 кН; Соr=18,9кН
Определяем коэффициент
влияния осевого нагружения
Принимаем коэффициенты по
таблице 9.3 [1; с.133])
Х=0,56 - коэффициент
радиальной нагрузки;
Y=1,3 - коэффициент осевой нагрузки;
е=0,33 - коэффициент
осевого нагружения;
V=1 – коэффициент вращения
Определяем осевые
составляющие радиальной нагрузки
Определяем эквивалентную
нагрузку
где - температурный
коэффициент
- коэффициент безопасности
Определяем динамическую
грузоподъемность
,
где ,рад/с- угловая скорость
на валу;
,ч- расчетная долговечность
,
Подшипник пригоден
Расчетная долговечность
10. Проверочный
расчет валов на выносливость
Уточненные расчеты на
сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических
и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояние
поверхности. Расчет выпоняют в форме проверки коэффициента S запаса прочности, минимально допустимое значение которого
принимают в диапазоне [S] =1,5-2,5
в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушение вала,
точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и
контроля.
Для каждого из
установленных предположительно опасных сечений вычисляют коэффициент S:
(10.1)
где Sσ и Sτ– коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжением,
определяемые по зависимостям
(10.2)
Здесь и – амплитуды напряжений
цикла; и - средние
напряжения цикла ; и - коэффициенты чувствительности к
асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения.
В расчетах валов
принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: и , а касательные
напряжения –по отнулевому циклу : и
Тогда
(10.3)
Напряжение в опасных
сечениях вычисляют по формулам
(10.4)
где - результирующий
изгибающий момент, Н·м; Мк – крутящий момент ( Мк = Т),
Н·м; W и Wк – моменты сопротивления сечения вала при изгибе и кручении, мм3
Пределы выносливости вала
в рассматриваемом сечении:
(10.5)
где и - пределы выносливости
гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения (таблица 10.2 [2;
с.163]); и
- коэффициенты
снижения предела выносливости.
Значения и вычисляют по
зависимостям:
(10.6)
, (10.7)
где и - эффективные
коэффициенты концентрации напряжений; и - коэффициенты влияния абсолютных
размеров поперечного сечения (таблица 10.7 [2; с.170]); и - коэффициенты влияния
качества поверхности (таблица 10.8 [2; с.170]); - коэффициенты влияния
поверхностного упрочнения (таблица 10.9 [2; с.170]);
Коэффициенты влияния
асимметрии цикла для рассматриваемого сечения вала
, (10.8)
где - коэффициент
чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений (таблица 10.2 [2;
с.163]).
Вал ведомый. Сечение 2-2
– место установки зубчатого колеса на вал d=55мм; колесо посажено с натягом концентрат напряжений
гарантирован натягом. Материал валов – сталь 45
Напряжение в опасном
сечениях
Пределы выносливости в
рассматриваемом сечении
,
где
Коэффициенты запаса
прочности по нормальным и касательным напряжениям
Коэффициент запаса
прочности
11. Выбор
типа смазывания
Смазывание зубчатого
зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь
корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны V из расчета 0,4… 0,8 л на 1 кВт передаваемой мощности: V=2,32·(0,4…0,8)=1,44…2,88
дм3
По таблице 10.21 [ 1.,с.255]
устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σНР=466
МПа и скорости υ =0,76 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть
примерно равно 34· 10-6 м2/с. По таблице 10.21 [1.,с.255]
принимаем сорт масла И-Г-А 32
(индустриальное- для
гидравлических систем – масло без присадок – класс кинематической вязкости 32, по
ГОСТ 17479.4-87).
Определение уровня
масла.При окунании В масляную ванну колеса
m<hm<0,25d2
(11.1)
2< hm<0,25·224=56 мм
Камеры подшипников
заполняем вручную смазочным материалом при снятой крышке подшипникового узла на
несколько лет. Смену смазочного пластинчатого материала производят при ремонте.
Принимаем смазочный пластинчатый материал УТ -1.
12. Выбор
посадок
Посадки назначаем в
соответствии с указаниями, данными в таблице 10.13 [ ]
Посадка зубчатого колеса
на вал
Шейки валов под
подшипники выполняем с отклонением вала . Отклонение отверстий в корпусе под
наружные кольца
13. Технико-экономическое
обоснование конструкции
Технический уровень
целесообразно оценивать количественным параметром, отражающим соотношение
затраченных средств и полученного результата. «Результатом» для редуктора
является его нагрузочная способность, в качестве характеристики которой можно
принять вращающий момент Т3, на его тихоходном валу. Объективной
мерой затраченных средств является масса редуктора m, кг в котором практически интегрирован весь процесс его
проектирования .За критерий технического уровня можно принять относительную
массу γ = m/Т3 .
Определение массы
редуктора
m=φ ρ V·10 -9
(13.1)
где φ=0,41– коэффициент заполнения ; [
1,с.277]
ρ=7,4·10 3
кг/м 3 - плотность чугуна;
V – условный объём редуктора
m=0,41·7,4·10 3·280·180·250·10
-9=38,2 кг
Критерий технического
уровня
γ = m/Т3
(13.2)
γ =38,2/321,7=0,11
Вывод: Технический
уровень редуктора средний; в большинстве случаев производство экономически
неоправданно.
14. Сборка
редуктора
Перед сборкой внутреннюю
полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в
соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают
мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до
80 - 100˚С;
в ведомый вал закладывают
шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают
распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники,
предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают
в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая
предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для
центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов;
затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый
вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную
смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для
регулировки.
Перед постановкой
сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные
горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания
подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Далее на конец ведомого
вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают шкив и закрепляют ее
торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.
Затем ввертывают пробку
маслопускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.
Заливают в корпус масло и
закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона;
закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор
обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими
условиями.
Список
литературы
1. А.Е. Шейнблит «Курсовое
проектирование деталей машин», Калининград, 1999
2. П.Ф. Дунаев «Конструирование
деталей и узлов машин», Москва «Высшая школа»,2001
3. М.И. Фролов, «Техническая
механика. Детали машин», Москва , «Высшая школа» 1990
4. С.А. Чернавский «Курсовое
проектирование деталей машин»,Москва,машиностроение,1997
5. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов «Детали
машин. Курсовое проектирование»Москва , «Высшая школа» 1984
|