 |
Конструирование ведомого шкива ременной передачи.
|
|
|
|
Шкив изготавливается литым из чугуна СЧ 15.
Определяем наружный диаметр шкива по следующей формуле, предварительно выбрав по табл. К40 [1] высоту t =2,4 мм:
мм.
Определяем ширину шкива по следующей формуле, предварительно выбрав по табл. К40 [1] ширину p и f, p =4,8 мм и f =5,5 мм:
мм.
Определим толщину обода d, предварительно выбрав по табл. К40 [1] высоту h, h =4,85 мм:
мм.
Принимаем d =8 мм.
Определим толщину диска:
мм.
Принимаем С =10 мм.
Рассчитаем наружный диаметр и длину ступицы шкива по следующим формулам:
мм;
мм;
Принимаем l ст=62 мм.
Выбор соединений валов с деталями.
Для соединения валов с деталями (колесами, шкивом, муфтой), передающими вращающий момент, применяем шпонки.
При выборе квалитетов точности назначении посадок будем руководствоваться рекомендациями [1]:
- посадки цилиндрических зубчатых на валы – H7/p6;
- посадка шкива и муфты – H7/p6;
- посадка глухих крышек в корпусе – H7/h8;
- посадка проходных крышек в корпусе – H7/h8;
- поле допуска ширины шпонки – h9;
- поле допуска ширины шпоночного паза на валу – p9;
- поле допуска ширины шпоночного паза в отверстии – JS9;
- поле допуска диаметра вала под подшипники – k6;
- поле допуска диаметра вала под манжеты – d6;.
Для обеспечения указанных посадок поверхности деталей необходимо обрабатывать до шероховатости не грубее Ra 1,6. При этом торцовые поверхности деталей, контактирующие с другими деталями, должны иметь шероховатость не ниже Rа 3,2; второстепенные механически обрабатываемые поверхности деталей - Rа 12,5; второстепенные механически обрабатываемые поверхности деталей оставляем в состоянии поставки.
Поверхности валов под манжетными уплотнениями должны иметь шероховатость не ниже Rа 0,63.
|
|
|
Конструирование подшипниковых узлов.
Подшипники на валах устанавливаем по схеме «в распор», что ограничивает перемещение вала в двух направлениях. Для герметизации подшипниковых узлов редуктора, осевой фиксации подшипников и восприятия осевых нагрузок применяем для входного вала крышки подшипников, а для выходного вала врезные крышки (выбираем по табл. К18 и К19 [1]). Для предотвращения вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также защиты их от попадания пыли, грязи и влаги устанавливаем крышку по дшипника и врезную крышку уплотнения. Применим для нашего редуктора резиновые армированные манжеты (выбираем по табл. К20).
Конструирование корпуса редуктора.
Выбираем первоначально форму корпуса и крышки редуктора. Далее определяем основные размеры корпуса и крышки редуктора.
Определяем толщину стенок и ребер жесткости:
мм;
мм;
Принимаем d =8мм.
Принимаем рекомендуемые диаметры болтов и отверстий под болты редуктора по табл.10.17 [1]:
- редуктор с рамой - М14, диаметр отверстия под болт D 01=16мм;
-корпус с крышкой у бобышек подшипников – М12, d 02=13мм;
-корпус с крышкой по периметру соединения – М10, d 03=11мм;
-корпуса со смотровой крышкой – М6.
Ширина элементов фланцев редуктора определяем по табл. 10.18 [1]:
-крышки под установку винтов (у подшипников) К2=26мм,
-крышки под установку винтов (по периметру) К3=22мм,
Толщина фланцев редуктора:
-фундаментного
мм, принимаем конструктивно 19 мм;
-крышки (соединение с корпусом)
мм.
Литейные уклоны -3°, литейне радиусы R=3-5 мм.
Материал корпусных деталей – СЧ 15 ГОСТ 1412 –85.
Выбор муфты
Для соединения выходного вала редуктора с валом барабана используем цепную муфту.
Подбор стандартной цепной муфты производим по диаметру вала и передающему моменту. По табл. К26 [1] выбираем:
Муфта цепная 500-50-1.1х50-1.1-У3 ГОСТ 20884-88.
|
|
|
10.5 Смазка. Смазочные устройства.
Смазывания зубчатых колес закрытой передачи осуществляется погружением в масляную ванну лопаток быстроходного вала по рекомендации [1], т.к. окружная скорость колеса uкол >0,3 м/c.
Глубина погружения лопаток по рекомендации [1] составляет:
мм. Принимаем 
мм.
Расстояние от лопаток до дна масляной ванны по рекомендации [1]:
мм. Принимаем по компановке 
мм.
Определим необходимое количество масла:
дм3;
Определим объем масляной ванны редуктора:
дм3;
где a – длина масляной ванны, по компоновке равна 3,06 дм;
b – ширина масляной ванны, по компоновке равна 0,89 дм;
h – высота масляной ванны, по компоновке равна 
дм.
По табл. 10.29 [1] выбираем марку масла: И-Г-А-68 ГОСТ 17479.4-87.
Смазывание подшипников осуществляется тем же смазочным материалом, что и зубчатые колеса закрытой передачи (по рекомендации [1]).
Проверочные расчеты
Проверочный расчет шпонок
|
Подбор шпонок
Выбор параметров шпоночного соединения (сечение шпонки, глубина паза, вала и втулки) осуществляется по ГОСТ 23360-78 в зависимости от диаметра вала. Длина шпонки определяется в зависимости от длины ступицы.
На рис.11.1 представлен эскиз шпоночного соединения.
В табл. 11.1. представлены параметры шпоночных соединений.
Рис. 11.1 Шпоночное соединение.
Табл. 11.1 – Параметры шпоночных соединений
| Вал | Элемент передачи | Диаметр вала d, мм | Размеры шпонки, мм | Глубина паза, мм | |||
| длина l | ширина b | высота h | вала t1 | втулки t2 | |||
| Входной | Шкив | 3,3 | |||||
| Выходной | Колесо зубчатое | 4,4 | |||||
| Муфта | 4,3 |
11.1.2 Проверочный расчет шпоночных соединений
Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяют на смятие.
Напряжение смятия определяется по следующей формуле:
,
где [ s ] см – допускаемое напряжение смятия для материала шпонки. По рекомендации [2] принимаем [ sсм ] =130 Н/мм2;
Входной вал:
Шкив:
Н/мм2 
Шпонка пригодна.
Выходной вал:
Зубчато колесо:
Н/мм2
Шпонка пригодна.
Звездочка:
Н/мм2
Шпонка пригодна.
Проверочный расчет валов
Входной вал
Наиболее опасным сечением входного вала является сечение в месте установки подшипника.
|
|
|
Определим коэффициент запаса по нормальным напряжениям:
,
где s -1– предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле изгиба, по табл. 3.2 [1] для стали 45 s- 1=380МПа
sa – амплитуда цикла изменений напряжений изгиба,
,
где W – момент сопротивления изгибу с учетом ослабления вала, по табл. 11.1 [1]: 
мм3;
МПа;
ksД – коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваем сечении при изгибе.
,
где ks – коэффициент концентратора напряжений, по табл.11.2 [1] ks =1,45;
kd – коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, по рис.11.3 [1] kd =0,83;
kF – коэффициент влияния параметров шероховатости поверхности, по рис.11.4 [1] kF =1,0;
kY – коэффициент влияния поверхностного упрочнения, по табл.11.5 [1] kY =1,3.
.
Определим коэффициент запаса по касательным напряжениям
где t -1– предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения, t -1=0,58 s- 1=220,4МПа
ta – амплитуда цикла нагружения кручения,
,
где wр – момент сопротивления изгибу с учетом ослабления вала, по табл. 11.1 [1]: 
мм3;
МПа;
ktД – коэффициент снижения предела выносливости детали в рассматриваем сечении при кручении.
,
где kt – коэффициент концентратора напряжений, по табл.11.2 [1] kt =1,3;
.
Определим общий запас сопротивления усталости
.
Выходной вал
Наиболее опасным сечением выходного вала является сечение в месте установки зубчатого колеса.
Определим коэффициент запаса по нормальным напряжениям:
,
где s -1– предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле изгиба, по табл. 3.2 [1] для стали 45 s- 1=380МПа
,
где W – момент сопротивления изгибу с учетом ослабления вала шпоночным пазом, по табл. 11.1 [1]:
мм3;
МПа;
,
.
Определим коэффициент запаса по касательным напряжениям
где t -1– предел выносливости гладких стандартных цилиндрических образцов при симметричном цикле кручения, t -1=0,58 s- 1=220,4МПа
,
где wр – момент сопротивления изгибу с учетом ослабления вала шпоночным пазом, по табл. 11.1 [1]:
|
|
|
мм3;
МПа;
,
.
Определим общий запас сопротивления усталости
.
Таблица 11.2 – Результаты проверочного расчета
| Детали | Напряжения, Н/мм2 | Детали | Коэффициент запаса прочности | ||||
| расчет-ное s | допуска-емое [s] | расчет-ный s | допуска-емый [s] | ||||
| Шпонки | Входной вал | 43,5 | Валы | Входной | 18,4 | 2,1 | |
| Выходной вал: – колесо – муфта | 63,0 100,8 | Выходной | 17,3 | 2,1 |
Заключение
В данном курсовом проекте произведены кинематические и силовые расчеты привода галтовочного барабана. По современным методикам проведены проектные и проверочные расчеты открытой ременной передачи, закрытой зубчатой передачи, расчет валов, подшипников и корпуса редуктора.
По результатам расчета спроектирован редуктор; разработана конструкторская документация: сборочный чертеж редуктора и спецификация, рабочие чертежи деталей (зубчатое колесо и выходной вал).
В процессе проектирования были приобретены первые инженерные навыки по расчету и конструированию типовых деталей и узлов машин и механизмов на основе полученных теоретических знаний.
ЛИТЕРАТУРА
1. А.Е.Шейнблит «Курсовое проектирование деталей машин», Москва, «Высшая школа», 1991.
2. В.И. Анурьев «Справочник конструктора-машиностроителя». В 3-ех т. – М.:Машиностроение, 1980.
|
|
|
|
