Курсовая работа: Расчет редуктора
Диаметр
вала при допускаемом напряжении [tк] = 20 МПа вычисляем по формуле 8.16 [1]:
dв ³
(16 · Tк / (p
· [tк])) 1/3
dв ³
(16 · 74920,602 / (3,142 · 20)) 1/3 =
26,721 мм.
Под
1-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 40 мм.
Под
2-й элемент (ведущий) выбираем диаметр вала: 45 мм.
Под
3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 40 мм.
Под
свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 36 мм.
dв ³
(16 · 227797,414 / (3,142 · 20)) 1/3 =
38,711 мм.
Под
1-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.
Под
2-й элемент (ведущий) выбираем диаметр вала: 50 мм.
Под
3-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 55 мм.
Под
4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.
dв ³
(16 · 533322,455 / (3,142 · 20)) 1/3 =
51,402 мм.
Под
свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 55 мм.
Под
2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 60 мм.
Под
3-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 65 мм.
Под
4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 60 мм.
Диаметры
участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.
Диаметры
валов, мм
Валы |
Расчетный
диаметр |
Диаметры валов
по сечениям |
1-е сечение |
2-е сечение |
3-е сечение |
4-е сечение |
Ведущий вал. |
26,721 |
Под 1-м
элементом (подшипником) диаметр вала:
40
|
Под 2-м
элементом (ведущим) диаметр вала:
45
|
Под 3-м
элементом (подшипником) диаметр вала:
40
|
Под свободным
(присоединительным) концом вала:
36
|
2-й вал. |
38,711 |
Под 1-м
элементом (подшипником) диаметр вала:
45
|
Под 2-м
элементом (ведущим) диаметр вала:
50
|
Под 3-м
элементом (ведомым) диаметр вала:
55
|
Под 4-м
элементом (подшипником) диаметр вала:
45
|
Выходной вал. |
51,402 |
Под свободным
(присоединительным) концом вала:
55
|
Под 2-м
элементом (подшипником) диаметр вала:
60
|
Под 3-м
элементом (ведомым) диаметр вала:
65
|
Под 4-м
элементом (подшипником) диаметр вала:
60
|
Длины
участков валов, мм
Валы |
Длины участков
валов между |
1-м и 2-м
сечениями |
2-м и 3-м
сечениями |
3-м и 4-м
сечениями |
Ведущий вал. |
130 |
65 |
120 |
2-й вал. |
75 |
55 |
65 |
Выходной вал. |
130 |
75 |
120 |
5.
Конструктивные размеры шестерен и колёс
5.1
Цилиндрическая шестерня 1-й передачи
Диаметр
ступицы: dступ = (1,5…1,8) · dвала = 1,5 · 45 = 67,5 мм. = 68 мм.
Длина
ступицы: Lступ = (0,8…1,5) · dвала = 0,8 · 45 = 36 мм = 41 мм.
Фаска:
n = 0,5 · mn = 0,5 · 2 = 1 мм
Диаметр
ступицы: dступ = (1,5…1,8) · dвала = 1,5 · 55 = 82,5 мм. = 82 мм.
Длина
ступицы: Lступ = (0,8…1,5) · dвала = 0,8 · 55 = 44 мм
Толщина
обода: dо = (2,5…4) · mn = 2,5 · 2 = 5 мм.
Так
как толщина обода должна быть не менее 8 мм, то принимаем dо = 8 мм.
где
mn = 2 мм – модуль
нормальный.
Толщина
диска: С = (0,2…0,3) · b2 =
0,2 · 36 = 7,2 мм = 7 мм.
где
b2 = 36 мм – ширина
зубчатого венца.
Толщина
рёбер: s = 0,8 · C = 0,8 · 7 = 5,6 мм = 6 мм.
Внутренний
диаметр обода:
Dобода = Da2 – 2 · (2 · mn +
do) = 278 – 2 · (2 · 2 + 8) = 254 мм
Диаметр
центровой окружности:
DC отв. = 0,5 · (Doбода + dступ.) = 0,5 · (254 + 82) = 168 мм = 169 мм
где
Doбода = 254 мм – внутренний
диаметр обода.
Диаметр
отверстий: Dотв. = Doбода – dступ.) / 4 = (254 – 82) / 4 = 43 мм
Фаска:
n = 0,5 · mn = 0,5 · 2 = 1 мм
5.3 Цилиндрическая шестерня 2-й передачи
Диаметр
ступицы: dступ = (1,5…1,8) · dвала = 1,5 · 50 = 75 мм.
Длина
ступицы: Lступ = (0,8…1,5) · dвала = 0,8 · 50 = 40 мм = 50 мм.
Фаска:
n = 0,5 · mn = 0,5 · 2 = 1 мм
Диаметр
ступицы: dступ = (1,5…1,8) · dвала = 1,5 · 65 = 97,5 мм. = 98 мм.
Длина
ступицы: Lступ = (0,8…1,5) · dвала = 1 · 65 = 65 мм
Толщина
обода: dо = (2,5…4) · mn = 2,5 · 2 = 5 мм.
Так
как толщина обода должна быть не менее 8 мм, то принимаем dо = 8 мм.
где
mn = 2 мм – модуль
нормальный.
Толщина
диска: С = (0,2…0,3) · b2 =
0,2 · 45 = 9 мм
где
b2 = 45 мм – ширина
зубчатого венца.
Толщина
рёбер: s = 0,8 · C = 0,8 · 9 = 7,2 мм = 7 мм.
Внутренний
диаметр обода:
Dобода = Da2 – 2 · (2 · mn +
do) = 262 – 2 · (2 · 2 + 8) = 238 мм
Диаметр
центровой окружности:
DC отв. = 0,5 · (Doбода + dступ.) = 0,5 · (238 + 98) = 168 мм = 169 мм
где
Doбода = 238 мм – внутренний
диаметр обода.
Диаметр
отверстий: Dотв. = Doбода – dступ.) / 4 = (238 – 98) / 4 = 35 мм
Фаска:
n = 0,5 · mn = 0,5 · 2 = 1 мм
6. Выбор муфт
6.1
Выбор муфты на входном валу привода
Так
как нет необходимости в больших компенсирующих способностях муфт и, в процессе
монтажа и эксплуатации соблюдается достаточная соосность валов, то возможен
подбор муфты упругой с резиновой звёздочкой. Муфты обладают большой радиальной,
угловой и осевой жёсткостью. Выбор муфты упругой с резиновой звёздочкой
производится в зависимости от диаметров соединяемых валов, расчётного
передаваемого крутящего момента и максимально допустимой частоты вращения вала.
Диаметры соединяемых валов:
d
(эл. двиг.) = 42 мм;
d
(1-го вала) = 36 мм;
Передаваемый
крутящий момент через муфту:
T
= 74,921 Н·м
Расчётный
передаваемый крутящий момент через муфту:
Tр = kр · T = 1,5 · 74,921 = 112,381 Н·м
здесь
kр = 1,5 – коэффициент,
учитывающий условия эксплуатации; значения его приведены в таблице 11.3 [1].
Частота
вращения муфты:
n
= 1465,5 об./мин.
Выбираем
муфту упругую с резиновой звёздочкой 250–42–1–36–1-У3 ГОСТ 14084–93 (по табл.
К23 [3]) Для расчётного момента более 16 Н·м число «лучей» звёздочки будет 6.
Радиальная
сила, с которой муфта упругая со звёздочкой действует на вал, равна:
Fм = СDr · Dr,
где:
СDr =
1320 Н/мм – радиальная жёсткость данной муфты; Dr = 0,4 мм –
радиальное смещение. Тогда:
Fм = 1320 · 0,4 = 528 Н.
В
виду того, что в данном соединении валов требуется невысокая компенсирующая
способность муфт, то допустима установка муфты упругой втулочно-пальцевой.
Достоинство данного типа муфт: относительная простота конструкции и удобство
замены упругих элементов. Выбор муфты упругой втулочно-пальцевой производится в
зависимости от диаметров соединяемых валов, расчётного передаваемого крутящего
момента и максимально допустимой частоты вращения вала. Диаметры соединяемых
валов:
d
(выход. вала) = 55 мм;
d
(вала потребит.) = 55 мм;
Передаваемый
крутящий момент через муфту:
T
= 533,322 Н·м
Расчётный
передаваемый крутящий момент через муфту:
Tр = kр · T = 1,5 · 533,322 = 799,984 Н·м
здесь
kр = 1,5 – коэффициент,
учитывающий условия эксплуатации; значения его приведены в таблице 11.3 [1].
Частота
вращения муфты:
n
= 186,095 об./мин.
Выбираем
муфту упругую втулочно-пальцевую 1000–55-I.1–55-I.1-У2 ГОСТ 21424–93 (по табл.
К21 [3]).
Упругие
элементы муфты проверим на смятие в предположении равномерного распределения
нагрузки между пальцами.
sсм. = 2 · 103 · Tр /
(zc · Do · dп · lвт) =
2
· 103 · 799,984 / (10 · 166 ·
18 · 36) = 1,487 МПа £ [sсм] = 1,8МПа,
здесь
zc=10 – число пальцев; Do=166 мм – диаметр окружности
расположения пальцев; dп=18 мм
– диаметр пальца; lвт=36 мм
– длина упругого элемента.
Рассчитаем
на изгиб пальцы муфты, изготовленные из стали 45:
sи = 2 · 103 · Tр ·
(0,5 · lвт + с) / (zc · Do · 0,1 · dп3) =
2
· 103 · 799,984 · (0,5 · 36 +
4) / (10 · 166 · 0,1 · 183) =
36,359
МПа £
[sи] = 80МПа,
здесь
c=4 мм – зазор между полумуфтами.
Условие
прочности выполняется.
Радиальная
сила, с которой муфта упругая втулочно-пальцевая действует на вал, равна:
Fм = СDr · Dr,
где:
СDr =
5400 Н/мм – радиальная жёсткость данной муфты; Dr = 0,4 мм –
радиальное смещение. Тогда:
Fм = 5400 · 0,4 = 2160 Н.
Муфты
Муфты |
Соединяемые
валы |
Ведущий |
Ведомый |
Муфта упругая
с резиновой звёздочкой 250–42–1–36–1-У3 ГОСТ 14084–93 (по табл. К23 [3]) с
числом «лучей» звёздочки – 6. |
Вал двигателя
d (эл. двиг.) = 42 мм;
|
1-й вал
d (1-го вала) = 36 мм;
|
Муфта упругая
втулочно-пальцевая 1000–55-I.1–55-I.1-У2 ГОСТ 21424–93 (по табл. К21 [3]). |
Выходной вал
d (выход. вала) = 55 мм;
|
Вал
потребителя
d (вала потребит.) = 55 мм;
|
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
|