 |
Расчет деформаций сопрягаемых деталей.
|
|
|
|
Факультет: Механический
Кафедра: технологии конструкционных материалов и машиностроения
Расчет вала механизма натяжения ремня вентилятора.
Пояснительная записка
Руководитель:
___________Гончарова Я.С.
(подпись)
_____________________
(оценка) (дата)
Разработал:
Студент гр. 91-01
Горнаков ____________
(подпись)
Содержание
1 Расчет посадки с натягом
1.1 Требования, предъявляемые к посадке с натягом
1.2 Расчет посадки с натягом
2 Выбор посадки для гладкого цилиндрического сопряжения и расчет
калибров
2.1 Выбор посадки для сопряжения «ось – распорная втулка»
2.2 Расчет исполнительных размеров калибров
3 Выбор посадки шлицевого соединения
4 Расчет и выбор посадок колец подшипника качения
4.1 Характеристика подшипников качения
4.2 Расчет и выбор посадок колец подшипника качения
4.3 Определение монтажного зазора
Список использованной литературы
Задание на курсовое проектирование
Тема: «Расчет механизма натяжения ремня вентилятора»
Таблица А1 – Исходные данные для расчета(вариант 4)
| Сопряжение | ||||||||||
| а | б | в | г | |||||||
| d, мм | d2, мм | l, мм | Мкр, Нм | Р, Кн | d, мм | Шпонка призматическая, соединение плотное | l, мм | Номер подшип. | R, кН | класс |
| 30 | 55 | 45 | 100 | 0,6 | 35 | 35 | 107 | 0,5 | 6 | |
Примечание:
1. Узел работает спокойно, нагрузка спокойная
2. Материал вала – Сталь 45.
3. Материал втулки – Сталь 15.
Таблица А2 – Исходные данные для расчета размерной цепи
| A1 | A2,A3 | A4 | A5 | A6 | A0 |
| 108H9 | 19h7 | 65h9 | 5js10 | 5js10 | 0.2-0.5 |
Привод вентилятора осуществляется 2-мя клиновыми ремнями. Крыльчатка вентилятора устанавливается на фланец шкива. Шкив установлен на 2-х подшипниках на оси. Ось запрессована в кронштейн. В оси нарезана резьба, в которую завинчивается натяжной болт с контргайкой. В кронштейне имеются отверстия – прорези, позволяющие перемещать на определенную величину вентилятор в сборе и тем самым регулировать натяжение ремня.
|
|
|
Расчет посадки с натягом.
Требования, предъявляемые к посадке с натягом
Посадки с натягом в механизмах и машинах применяют для соединения деталей и передачи крутящего момента. Прилагаемый к сопряжению крутящий момент должен передаваться за счет сил трения, возникающих на сопрягаемых поверхностях деталей под воздействием натяга. При выборе посадки для конкретного сопряжения необходимо выдержать два условия:
1.При наименьшем натяге должна обеспечиваться передача внешнего момента, осевой силы или их совместного действия.
2.При наибольшем натяге выбранная посадка не должна разрушать сопрягаемые детали.
Расчет посадки с натягом
Для расчета предложено сопряжение шкиф - ось. По заданию (пункт «а», рис. 7) на сопряжение действует крутящий момент и осевая сила, поэтому расчет посадки с натягом будем вести для условия совместного действия крутящего момента и осевой силы.
Условия выбора посадки:
; 
;
где 
; 
- допустимый минимальный и максимальный натяги в сопряжении;
; 
- минимальный и максимальный натяги выбранной посадки.
Величину наименьшего натяга при условии, что сопрягаемые поверхности идеально гладкие, рассчитывают по формуле
(1.1)
где p э – удельное эксплуатационное давление по поверхности контакта, Па;
d -номинальный диаметр соединения, м;
Е1, Е2 – модули упругости соединяемых деталей (Е1и Е2=2,0 
)
С1, С2 –коэффициент Ляме.
Определим величину удельного контактного эксплутационного давления:
|
|
|
(1.2)
где n – коэффициент запаса прочности соединения на возможные перегрузки, принимаю n=1
Мкр – крутящий момент
Р – осевая сила
d, l- номинальные диаметр и длина соединения.
f- коэффициент трения.(приложения А.2)
Определим наименьший расчетный натяг 
, предварительно определив коэффициенты Ляме:
(1.3)
(1.4)
где d 1, d 2, - диаметры колец, мм;
и 
- коэффициенты Пуассона для металлов вала и отверстия, принимаю равными =0,3 и =0,3.
;
;
Определим минимальный натяг [ ], обеспечивающий передачу заданного крутящего момента и осевой силы:
[ ]= 
; (1.5)
где 
- поправка на смятие неровностей детали;
- поправка на различные температурные условия сборки и работы,а также различные коэффициенты линейного расширения деталей;
- поправка на деформацию деталей от центробежных сил.
Учитывая, что сборка и эксплуатация механизма натяжения ремня вентилятора осуществляется с небольшой разницей температур, а скорость вращения колеса невысокая, примем поправки 
и , равными 0.
Поправку 
определим из выражения:
; (1.6)
где 
-коэффициент смятия неровностей отверстия втулки и вала, К=0,25 для деталей из одинакового материала, сборка со смазкой.
и 
- высота неровностей поверхностей отверстия и вала. 
=3,2 и 
=6,3 (при точности изготовления вала по 6-му квалитету, а отверстия по 7-му)
[ 
]= 3,2+5,8 = 9 мкм
Найдем [P 
] по формуле:
= 
(1.7)
= 
(1.8)
где 
Па; 
Па – предел текучести.
Определим 
, приняв для расчета меньшее значение [P ]:
= 
(1.9)
Определим максимально допустимый натяг [ ]
[ ]= 
; (1.10)
где 
- поправка на увеличения контактного давления у торцов охватывающей детали, принимаем равной 1.
[ ]= 
=95,8мкм.
Условия выбора посадки выполняются: =9,4мкм>[ 
]=9мкм
=90мкм<[ 
]=95,8мкм.
По стандарту ГОСТ25347-82 выберем предпочтительную посадку Ǿ45 
|
|
|
Расчет деформаций сопрягаемых деталей.
При расчете посадок с натягом, после выбора посадки по стандарту, в необходимых случаях производят расчет деформаций сопрягаемых деталей.
Расчет деформаций деталей выполняют в тех случаях, когда эти деформации могут повлиять на работу других деталей механизма, например, деформация кольца подшипника качения может привести к заклиниванию тел качения. В наших условиях деформация вала не влияет на работу других деталей.
Величину деформации шкива определим по формуле:
; (2.1)
где 
- удельное давление при максимальном натяге выбранной посадки;
(2.2)
|
|
|
12 |
