|
||||||||||||
|
||||||||||||
|
|||||||||
МЕНЮ
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Редуктор двухступенчатый соосный двухпоточный с внутренним зацеплением тихоходной ступениРедуктор двухступенчатый соосный двухпоточный с внутренним зацеплением тихоходной ступени2 ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО КУЛЬТУРЕ И КИНЕМАТОГРАФИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КИНО И ТЕЛЕВИДЕНИЯ Кафедра механики Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту на тему "Редуктор двухступенчатый соосный двухпоточный с внутренним зацеплением тихоходной ступени" Санкт-Петербург 2009г. Содержание_Toc231388737
радиальная ; где б=20° - угол зацепления; (3.8) ; Н; Осевые силы в прямозубой передачи отсутствуют. Все вычисленные параметры заносим в табл.2. 3.2 Проверочный расчет по контактным напряжениямПроверку контактных напряжений производим по формуле {4, c.64]: ; (3.9) где: - К - вспомогательный коэффициент, для прямозубых передач К=436; Ft =531Н (табл.2); U2=5; КНб - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, для прямозубых колес КНб =1; КНв - см. п.3.1; КНх - коэффициент динамической нагруки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи, КНх =1,04 [4, табл.4.3].(3.10) Определяем ?уН; ; недогрузки, что допускается.3.3 Проверочный расчет зубьев на изгибРасчетные напряжения изгиба в основании ножки зубьев колеса и шестерни [4, с.67]: ; (3.11) ; (3.12) где: КFв - коэффициент неравномерности нагрузки по длине зуба, для прирабатывающихся зубьев КFв =1; КFv - коэффициент динамической нагруки, зависящий от окружной скорости колес и степени точности передачи, КНх =1,1 [4, табл.4.3] ; YF1 и YF2 - коэффициенты формы зуба шестерни и колеса, YF1 =3,9, YF2 =3,61 [4, табл.4.4].Подставив значения в формулы (3.11) и (3.12), получим: ; .Прочность зубьев на изгиб обеспечивается.Определяем ?уF; Все вычисленные параметры проверочных расчетов заносим в табл.3.Таблица 3Параметры проверочных расчетов
Учитывая, что геометрические параметры быстроходной ступени незначительно отличаются от тихоходной, выполнение проверочных расчетов нецелесообразно. 5. Проектный расчет валов редуктораПо кинематической схеме привода составляем схему усилий, действующих на валы редуктора по закону равенства действия и противодействия. Для этого мысленно расцепим шестерни и колеса редуктора, при этом дублирующий вал не учитываем.Схема усилий приведена на рис.1.Рис.2 Схема усилий, действующих на валы редуктора.Из табл.1,2,4 выбираем рассчитанные значения: Т1=3,4 Нм; Т2=8,5 Нм; Т3=42,5 Нм; Ft1=166,7 Н; Ft2=1012 Н; Fr1=60,7 Н; Fr2=368 Н; d1=39мм; d2=102мм; d3=14мм; d4=84мм.Fm1 и Fm1 - консольные силы от муфт, которые равны [4, табл.6.2]: ; ; Н; Н.Rx и Ry - реакции опор, которые необходимо рассчитать.Так как размеры промежуточного вала определяются размерами остальных валов, расчет начнем с тихоходного вала.5.1 Расчет тихоходного вала редуктораСхема усилий действующих на валы редуктора представлена на рис.2.Назначаем материал вала. Принимаем сталь 40Х, для которой [2, табл.8.4] ув=730Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2.Определяем диаметр выходного конца вала под полумуфтой из расчёта на чистое кручение [2,c.161]: где [фк] =(20…25) МПаПринимаем [фк] =20МПа.; мм.Принимаем окончательно с учетом стандартного ряда размеров Rа20 (ГОСТ6636-69): мм.Намечаем приближенную конструкцию ведомого вала редуктора (рис.3), увеличивая диаметр ступеней вала на 5…6мм, под уплотнение допускается на 2…4мм и под буртик на 10мм.Рис.3 Приближенная конструкция тихоходного валамм; мм - диаметр под уплотнение; мм - диаметр под подшипник; мм - диаметр под колесо; мм - диаметр буртика; b4=25мм.Учитывая, что осевых нагрузок на валу нет предварительно назначаем подшипники шариковые радиальные однорядные особо легкой серии по мм подшипник №106, у которого Dп=55мм; Вп=13мм [4, табл. К27].Выбираем конструктивно остальные размеры: W=20мм; lм=20мм; l1=35мм; l=60мм; с=5мм.Определим размеры для расчетов: l/2=30мм; с=W/2+ l1+ lм/2=55мм - расстояние от оси полумуфты до оси подшипника.Проводим расчет тихоходного вала на изгиб с кручением.Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников (см. рис.4). Назначаем характерные точки 1,2, 3 и 4.Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.УМ2y=0; RFy·0,06-Fr2·0,03=0RFy= 368·0,06/ 0,03; RЕy= RFy=736Н.Рис.4 Эпюры изгибающих моментов тихоходного валаОпределяем изгибающие моменты в характерных точках: М1у=0; М2у=0; М3у=RЕy·0,03; М3у=22Нм2; М3у=0; Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм2 (рис.3) Определяем реакции в подшипниках в горизонтальной плоскости.УМ4x=0; Fm2·0,115 - RЕx·0,06+ Ft2·0,03=0; RЕx=(814·0,115+ 1012·0,03) / 0,06; RЕx=2066Н; УМ2x=0; Fm2·0,055 - Ft2·0,03+ RFx·0,6=0; RFx= (1012·0,03 - 814·0,055) / 0,06; RFx=-240Н, результат получился отрицательным, следовательно нужно изменить направление реакции.Определяем изгибающие моменты: М1х=0; М2= - Fr2·0,03М2х=-368·0,03; М2х=-11Нм; М3хслева=-Fm2·0,085-RЕх ·0,055; М3хслева==-814·0,085-240 ·0,03; М3хслева=-76Нм; М3х= - REх ·0,055; М3х= - 2066 ·0,03; М3х= - 62; М4х=0; Строим эпюру изгибающих моментов Мх.Крутящий моментТ1-1= Т2-2= Т3-3= T3=42,5Нм; T4-4=0.Определяем суммарные радиальные реакции [4,рис 8.2]: ; ; ; Н; ; Н.Определяем результирующий изгибающий момент в наиболее опасном сечении (в точке 3) [4,рис 8.2]: ; ; Нм2.Эквивалентный момент: ; ; Нм2.5.2 Расчет быстроходного вала редуктораСхема усилий, действующих на быстроходный вал представлена на рис.2.Назначаем материал вала. Принимаем сталь 40Х, для которой [2, табл.8.4] ув=730Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2.Определяем диаметр выходного конца вала под полумуфтой из расчёта на чистое кручение [2,c.161]: где [фк] =(20…25) МпаПринимаем [фк] =20Мпа.; мм.Принимаем окончательно с учетом стандартного ряда размеров Rа5 (ГОСТ6636-69): мм.Намечаем приближенную конструкцию быстроходного вала вала редуктора (рис.5), увеличивая диаметр ступеней вала на 5…6мм, под уплотнение допускается на 2…4мм и под буртик на 10мм.мм; мм - диаметр под уплотнение; мм - диаметр под подшипник; мм - диаметр для заплечиков; мм - диаметр вала-шестерни; b1=22мм.Учитывая, что осевых нагрузок на валу нет предварительно назначаем подшипники шариковые радиальные однорядные особо легкой серии по мм подшипник №101, у которого Dп=28мм; Вп=8мм [4, табл. К27].Выбираем конструктивно остальные размеры: W=14мм; lм=16мм; l1=25мм; l=60мм.Определим размеры для расчетов: l/2=30мм; с=W/2+ l1+ lм/2=40мм - расстояние от оси полумуфты до оси подшипника.Проводим расчет быстроходного вала на изгиб с кручением.Рис.5 Приближенная конструкция быстроходного валаЗаменяем вал балкой на опорах в местах подшипников (см. Рис.6). Назначаем характерные точки 1,2, 3 и 4.Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.УМ2y=0; RАy·0,06-Fr1·0,03=0RАy= 60,7·0,06/ 0,03; RАy= RВy=121Н.Определяем изгибающие моменты в характерных точках: М1у=0; М2у=0; М3у= RАy·0,03; М3у =3,6Нм2; М3у=0; Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм2 (Рис.6).Определяем реакции в подшипниках в горизонтальной плоскости.УМ4x=0; Fm1·0,1 - RАx·0,06+ Ft1·0,03=0; RАx= (130·0,1+ 166,7·0,03) / 0,06; RАx=300Н; Рис.6 Эпюры изгибающих моментов быстроходного валаУМ2x=0; Fm1·0,02 - Ft1·0,03+ RВx·0,06=0; RВx= (166,7·0,03 - 130·0,02) / 0,06; RВx=40НОпределяем изгибающие моменты: М1х=0; М2= - Fm2·0,04М2х=-130·0,04; М2х=-5,2Нм; М3хсправа=-Fm1·0,1+RВх ·0,03; М3хсправа==-130·0,1+40 ·0,03; М3хсправа=-11,7Нм; М3х= - RАх ·0,03; М3х= - 300 ·0,03; М3х= - 9; М4х=0; Строим эпюру изгибающих моментов Мх.Крутящий моментТ1-1= Т2-2= Т3-3= T3=3,4Нм; T4-4=0.Определяем суммарные радиальные реакции [4,рис 8.2]: ; ; ; Н; ; Н.Определяем результирующий изгибающий момент в наиболее опасном сечении (в точке 3) [4,рис 8.2]: ; ; Нм2.Эквивалентный момент: ; ; Нм2.5.3 Расчет промежуточного валаНазначаем материал вала. Принимаем сталь 40Х, для которой [1, табл.8.4] ув=730Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2.Определяем диаметр выходного конца вала из расчёта на чистое кручение; где [фк] =(20…25) Мпа [1,c.161] Принимаем [фк] =20Мпа.; мм.С учетом того, что выходной конец промежуточного вала является валом-шестерней с диаметром выступов 24мм, принимаем диаметр вала под подшипник 25мм.мм.Намечаем приближенную конструкцию промежуточного вала редуктора (рис.7), увеличивая диаметр ступеней вала на 5…6ммРис.7 Приближенная конструкция промежуточного валаdст=30мм; х=8мм; W=20мм; r=2,5мм; dв=28мм.Расстояние l определяем из суммарных расстояний тихоходного и быстроходного валов с зазором между ними 25…35мм.l=60+30+30=120мм.l1=30мм; l2=30мм.Предварительно назначаем подшипники шариковые радиальные однорядные особо легкой серии по dп=25мм подшипник №105, у которого Dп=47мм; Вп=12мм [4, табл. К27].Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у) Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.МСу=0; RDу·0,09+Fr1·0,03+Fr2?0,12=0RDy=(368·0,03+60,7?0,12) / 0,09; RDy==204Н.МDу=0; RCy·0,09 - Fr1?0,06+ Fr2·0,03=0; RCy=(368·0,06-60,7?0,03) / 0,09; RCy=225Н.Назначаем характерные точки 1, 2, 3, и 4 и определяем в них изгибающие моменты: М1у=0; М2у=-RCy·0,03; М2у=-6Нм; М3услева=-RCy·0,09+Fr1·0,06; М3услева=-16,6НмМ3усправа= Fr2·0,03; М3усправа= 11М4у=0; Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм (рис.8).Определяем реакции в подшипниках в горизонтальной плоскости.МСх=0; RDx·0,09-Ft1·0,03-Ft2?0,12=0; RDx=(166,7·0,03+ 1012?0,12) /0,09; RDx=1404Н; МDх=0; RCx·0,09+ Ft1?0,06-Ft2·0,03=0; RCx=(1012·0,03+166,7?0,06) / 0,09; RCx=337Н.Назначаем характерные точки 1, 2, 3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты: М1x=0; М2x=-RCx·0,03; М2x=-10Нм; М3xслева= - RCx·0,09-Ft1·0,06; М3xслева=-91Нм; М3xсправа= Ft2·0,03; М3xсправа=5Нм; М4у=0.Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм (рис.8) Рис.8 Эпюры изгибающих и крутящих моментов промежуточного вала.Крутящий моментТ1-1=0; Т2-2=-Т3-3= - T2/2=-4,3Нм; Т4-4=0.Определяем суммарные радиальные реакции [4,рис 8.2]: ; ; ; Н; ; Н.Определяем результирующий изгибающий момент в наиболее опасном сечении (в точке 3) [4,рис 8.2]: ; ; Нм.Эквивалентный момент: ; ; Нм.Все рассчитанные значения сводим в табл.5.Таблица 5Параметры валов
Подшипники устанавливаем по схеме "враспор". Пригодность подшипников определяем по условиям [4, c.129]: Ср?С; Lр?Lh; где Ср - расчетная динамическая грузоподъемность; Lh - требуемая долговечность подшипника, для зубчатых редукторов Lh =10000ч. ; [4, c.129] (8.1) где щ - угловая скорость соответствующего вала (см. табл.1); m=3 для шариковых подшипников; RЕ - эквивалентная динамическая нагрузка, при отсутствии осевых усилий [4, табл.9.1]: RЕ=VRАКдКф(8.2) где K - коэффициент безопасности; K =1,1…1,2 [4, табл.9.4]. Принимаем K =1,1. V - коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца V=1 Kф - температурный коэффициент; Kф =1 (до 100єС) [4, табл.9.4]. Определяем расчетную долговечность подшипников в часах [4, c.129]: (8.3) Подставив значения в формулы (8.1) - (8.3) проверяем подшипники. Для быстроходного вала: RЕ=323х1,1=355Н; - условие выполняется; - условие выполняется. Для промежуточного вала: RЕ=1419х1,1=1560Н; - условие выполняется; - условие выполняется. Для тихоходного вала: RЕ=2118х1,1=2330Н; - условие выполняется. - условие выполняется. Окончательные параметры подшипников приведены в табл.7. Параметры выбранных подшипников 9. Выбор масла, смазочных устройствИспользуем картерную систему смазывания. В корпус редуктора заливаем масло так, чтобы венец зубчатого колеса был в него погружен на глубину hм (рис.10): hм max 0.25d2 = 0.25102 = 25,5мм; hм min = 2m = 21,5 = 3мм.При вращении колеса масло будет увлекаться его зубьями, разбрызгиваться, попадать на внутренние стенки корпуса, откуда стекать в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которым покрываются поверхности расположенных внутри корпуса деталей, в том числе и подшипники.Рис.10 Схема определения уровня масла в редуктореОбъем масляной ванны принимаем из расчета 0,5 л на 1кВт передаваемой мощности V = 0,5Nдв = 0,50,25 = 0,125 л.Контроль уровня масла производится жезловым маслоуказателем, который ввинчивается в корпус редуктора при помощи резьбы. Для слива масла предусмотрена сливная пробка. Заливка масла в редуктор производится через съемную крышку в верхней части корпуса.Выбираем смазочный материал. Для этого ориентировочно рассчитаем необходимую вязкость: где н50 - рекомендуемая кинематическая вязкость смазки при температуре 50°С; н1 =170мм2/с - рекомендуемая вязкость при v=1м/с для зубчатых передач с зубьями без термообработки; v=1,2м/с - окружная скорость в зацепленииПринимаем по табл.10.29 [4] масло И-220А.И для шестерни, и для зубчатого колеса выберем манжетные уплотнения типа 1 из ряда 1 по ГОСТ 8752-79. Установим их рабочей кромкой внутрь корпуса так, чтобы обеспечить к ней хороший доступ масла.Список использованной литературы1. Основы конструирования: Методические указания к курсовому проектированию/ Сост.А. А. Скороходов, В. А Скорых. - СПб.: СПбГУКиТ, 1999.2. Дунаев П.Ф., Детали машин, Курсовое проектирование. М.: Высшая школа, 1990.3. Скойбеда А.Т., Кузьмин А.В., Макейчик Н.Н., Детали машин и основы конструирования, Минск: "Вышейшая школа", 2000.4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 19915. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. - 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 1999 |
РЕКЛАМА
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА | ||
© 2010 |