Курсовая работа: Расчет червячной передачи
принимаем
3) ширину
подшипников предварительно принимаем равной их диаметру, т.е. и .
7. Конструктивные
размеры корпуса редуктора
Толщина
стенок корпуса и крышки
Принимаем
Принимаем
Толщина
фланцев (поясов) корпуса и крышки
Толщина
нижнего пояса корпуса при наличии бобышек
Принимаем
Диаметры
болтов фундаментных
Принимаем
болты с резьбой М22
Диаметры
болтов
Принимаем
Диаметры
болтов крепящих
крышку к корпусу у подшипников
Принимаем
8. Подбор проверочный
расчёт подшипников
Для вала
червячного колеса
предварительно
примем роликовый конический подшипник легкой серии 7608 ГОСТ333 – 71 с
размерами:
;;;; ; ; [№3 табл. 7.10.6].
Из предыдущих
расчетов имеем:
, , .
Проводим проверку
подшипников только по динамической грузоподъемности, по условию , где - требуемая величина
грузоподъёмности; - динамическая грузоподъемность подшипника
(из таблицы).
где Р – эквивалентная
динамическая нагрузка.
Эквивалентную
нагрузку определяем
где Kб = 1,3 – коэффициент
безопасности (по таблице 7.5.3 [4]);
KТ = 1,0 – температурный
коэффициент (по таблице 7.5.4 [4]);
Х –
коэффициент радиальной нагрузки ;
V – коэффициент вращения
относительного вектора нагрузки внутреннего кольца подшипника.
Определим
коэффициент
При
коэффициенте вращения V=1 получим
Долговечность
определяем по более нагруженному подшипнику
Требуемая величина
грузоподъёмности
Обеспечен
запас прочности подшипниковых узлов вала червячного колеса.
Для вала
червяка
предварительно
примем роликовый конический подшипник легкой серии 7309 ГОСТ333 – 71 с
размерами:
;;;; ; ; [№3 табл. 7.10.6].
Из предыдущих
расчетов имеем:
, , .
Проводим
проверку подшипников только по динамической грузоподъемности, по условию , где - требуемая величина
грузоподъёмности; - динамическая грузоподъемность подшипника
(из таблицы).
где Р –
эквивалентная динамическая нагрузка.
Эквивалентную
нагрузку определяем
где Kб = 1,3 – коэффициент
безопасности (по таблице 7.5.3 [4]);
KТ = 1,0 – температурный
коэффициент (по таблице 7.5.4 [4]);
Х –
коэффициент радиальной нагрузки ;
V – коэффициент вращения
относительного вектора нагрузки внутреннего кольца подшипника.
Определим
коэффициент
При
коэффициенте вращения V=1 получим
Долговечность
определяем по более нагруженному подшипнику
Требуемая величина
грузоподъёмности
Обеспечен
запас прочности подшипниковых узлов вала червяка.
9. Подбор
шпонок и проверочный расчет шпоночного соединения
Для
выходного конца быстроходного вала
Для
выходного конца быстроходного вала d1вых =40 (мм), передающего вращающий момент Т1=36,92
(Н.м).
По табл. 4.1
[№4 с. 78] выбираем призматическую шпонку со скругленными концами
(исполнение А):
b=12 (мм) – ширина шпонки,
h=8 (мм) – высота шпонки,
t1=5 (мм) – глубина паза
на валу,
t2=3,3 (мм) – глубина паза
на муфте.
Радиус
закругления пазов 0,3<r<0,5 (мм) (интерполяция)
Учитывая длину вала и предполагаемую длину ступицы муфты Lст=60 (мм), принимаем по СТ
СЭВ 189 – 75 [№4 с. 78] длину шпонки (мм).
Расчетная
длина шпонки [№3 с. 55]
(мм)
Принимая
материал шпонки сталь 45 с пределом текучести [№3 с. 57],
а допускаемый коэффициент запаса прочности [s]=2,3 (нагрузка
постоянная нереверсивная) [№3 с. 56],
определим
допускаемое напряжение [№3 с. 57],
(МПа)
Проверим
соединение на смятие:
[№3 с. 56],
(МПа).
Т.к. – прочность шпоночного
соединения обеспечена.
Напряжение
среза [№3 с. 55], где – площадь среза шпонки:
(МПа)
Т.к. [№3 с. 57] –
прочность шпоночного соединения обеспечена.
Для вала
под ступицу червячного колеса
d2Ш =45 (мм), передающего
вращающий момент Т2=342,6 (Н.м), (мм).
По табл. 4.1
[№4 с. 78] выбираем призматическую шпонку со скругленными концами
(исполнение А):
b=12 (мм) – ширина шпонки,
h=8 (мм) – высота шпонки,
t1=5 (мм) – глубина паза
на валу,
t2=3,3 (мм) – глубина паза
на муфте.
Радиус
закругления пазов 0,3<r<0,5 (мм) (интерполяция)
Учитывая длину вала и длину ступицы, принимаем по СТ СЭВ 189 – 75
[№4 с. 78] длину шпонки (мм).
Расчетная
длина шпонки [№3 с. 55]
(мм)
Принимая
материал шпонки сталь 45 с пределом текучести [№3 с. 57],
а допускаемый коэффициент запаса прочности [s]=2,3 (нагрузка
постоянная нереверсивная) [№3 с. 56], определим допускаемое
напряжение
[№3 с. 57],
(МПа)
Проверим
соединение на смятие:
[№3 с. 56],
(МПа).
Т.к. – условие выполняется.
Напряжение
среза [№3 с. 55], где – площадь среза шпонки:
(МПа)
Т.к. [№3 с. 57] –
прочность шпоночного соединения обеспечена.
Для
выходного конца тихоходного вала d2вых =34 (мм), передающего вращающий момент Т2=342,6
(Н*м).
По табл. 4.1
[№4 с. 78] выбираем призматическую шпонку со скругленными концами
(исполнение А):
b=10 (мм) – ширина шпонки,
h=8 (мм) – высота шпонки,
t1=5 (мм) – глубина паза
на валу,
t2=3,3 (мм) – глубина паза
на муфте.
Радиус
закругления пазов 0,3<r<0,5 (мм) (интерполяция)
Учитывая длину вала и длину ступицы звёздочки Lст=60 (мм), принимаем по СТ
СЭВ 189 – 75 [№4 с. 78] длину шпонки (мм).
Расчетная
длина шпонки [№3 с. 55]
(мм)
(МПа).
Т.к. – условие выполняется.
(МПа)
Т.к. – прочность шпоночного
соединения обеспечена.
10. Вычерчивание редуктора
Компоновка узла червячного колеса
1. Определяем все конструктивные размеры зубчатого венца и ступицы
колеса и наносим их на чертеж.
2. Вычерчиваем подшипники вала колеса.
3. Определяем размеры подшипниковых гнезд, крышек подшипников,
уплотнений и наносим эти детали на чертеж.
4. Определяем толщину поясов, высоту бобышек для шпилек и проводим
наружный контур корпуса.
Форму и размеры основания корпуса определяем конструктивно в
зависимости от положения редуктора и способа его крепления к фундаменту.
Компоновка узла червячного вала
1. Размещаем подшипники в соответствии с выбранным расстоянием
между ними.
2. Определяем размеры гнезд под подшипники, крышек подшипников и
уплотнений и все эти детали наносим на чертеж.
3. Обводим внутренний контур корпуса.
4. Проводим наружный контур корпуса на проекции.
11. Смазка зацепления и подшипников
1. Зацепление смазывается окунанием червячного колеса в масляную
ванну. Глубина окунания – 1/3 радиуса колеса [№6 с. 349].
При скорости скольжения (м/сек)
по табл. 10.9 [№1 с. 253] рекомендуемая вязкость масла .
По табл. 10.10 [№1 с. 254] выбираем масло автотракторное
И-20.
2. Смазка подшипников – консистентная и масляным туманом,
образующимся в процессе работы. Для конических роликоподшипников при рабочей
температуре < 110° С по табл. 11.11 [№1 с. 277] выбираем смазку
ЦИАТИМ-201.
12. Тепловой расчёт червячного редуктора
Поверхность
охлаждения корпуса редуктора определяется по зависимости:
, м2
где аw в м.
Температура
масляной ванны в редукторе при естественной конвекции воздуха:
где N1 – мощность на валу
червяка, кВт;
Кт=9¸17 – коэффициент
теплоотдачи (большие значения для хороших условий охлаждения), Вт/м2;
tраб – температура корпуса
редуктора при установившемся режиме работы;
t0=20°
– температура окружающего воздуха;
y=0,25¸0,3 – коэффициент,
учитывающий отвод тепла от корпуса в металлическую раму или плиту (при
установке редуктора на бетонном или кирпичном фундаменте y=0). Принимаем y=0,25;
[t]раб=95°С – максимально
допустимая температура нагрева масла в масляной ванне редуктора;
tм < [tм],
следовательно, редуктор специально охлаждать не надо.
13. Выбор
посадок и расчет полей допусков
Посадки
назначаем в соответствии с указаниями, данными в таблице [10,13/1]
Определяем
предельное отклонение, предельные размеры, допуск, предельные зазоры или
натяги, допуск посадки.
Посадка
червячного колеса на вал Ø45 мм
по ГОСТ 25347–82
1.
Посадка
в системе отверстия, вид посадки с натягом.
2.
Номинальный
размер D
= 45 мм.
3.
Детали
соединения
отверстие. Ø45Н7,
квалитет 7
вал Ø45
р6, квалитет 6
Посадка
звёздочки цепной передачи на вал редуктора Ø34 мм
по ГОСТ 25347–82
1.
Посадка
в системе отверстия, вид посадки переходная.
2.
Номинальный
размер D
= 35 мм.
3.
Детали
соединения
отверстие. Ø35Н7,
квалитет 7
вал Ø35
n6, квалитет 6
Посадка
бронзового венца на чугунный центр
Шейки валов
под подшипники выполняем с отклонением вала к6.
Отклонения
отверстий в корпусе под наружный кольца по Н7.
14. Сборка
и разборка 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 подшипники, предварительно нагретые в
масле до 80–100 оС;
в ведомый вал
закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем
надевают распорную втулку, сальники и устанавливают шарикоподшипники,
предварительно нагретые в масле.
Сперва
вкладывают вал червяка, затем устанавливают вал с червячным колесом.
После этого
на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшивные камеры закладывают
пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических
прокладок для регулировки.
Проверяют
проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны
проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Далее на
конец тихоходного вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают звёздочку
цепной передачи и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления
стопорят специальной планкой.
Затем
ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой.
Контроль
масла осуществляется щупом с рисками максимального и минимального уровня масла.
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.
Разборка
редуктора проводится в обратной последовательности.
Список
используемых источников
1.
Детали
машин. Проектирование: учебное пособие \ Л.В. Курмаз, А.Т. Скойбеда –
2-е изд., испр. и доп. – Мн.: УП «Технопринт», 2002 – 202 с
2.
Курсовое
проектирование деталей машин: Учебное пособие./ С.А. Чернавский, К.Н. Боков
– 2-е изд. перераб. и дополн. – М., 1988 г. – 416 с.
3.
Гузенков П.Г. Детали
машин. М.:1986.
4.
Иванов М.Н. Детали
машин. М., 1984
5.
Шейнблит А.Е. Курсовое
проектирование деталей машин / А.Е. Шейнблит. – М., 1191. – 432 с.
|