 |
 |
 |
|
|||||||||
|
 | |||||||||||
|
 |
||||||||
|
МЕНЮ
|
БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Редуктор коническо-цилиндрическийРедуктор коническо-цилиндрическийМинистерство образования Республики Беларусь БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА Деталей машин и ПТУ. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА ПО КУРСОВОЙ РАБОТЕ по курсу: «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» по теме: «Редуктор коническо-цилиндрический» ВЫПОЛНИЛ: Королюк А.В. МИНСК 2006 РЕФЕРАТ В данном курсовом проекте содержится: листов43, таблиц, рисунков 24 ДОПУСК ПОСАДКА ЗАЗОР НАТЯГ ПЕРЕХОДНАЯ ПОСАДКА ПОДШИПНИК ШИРОХОВАТОСТЬ СОПРЯЖЕНИЕ ОТКЛОНЕНИЕ Данная курсовая работа, состоящая из восьми разделов, содержит: описание принципа работы коробки подачи, обоснованы и выбраны посадки и допуски, расчёт переходной посадки и посадки с натягом, расчёт зазоров в подшипниках качения, приведены рабочие чертежи деталей. 1. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ РЕДУКТОРА КОНИЧЕСКО-ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО Редуктор предназначен для уменьшения угловой скорости ведущего вала, за счет кинетического и цилиндрического зацепления и повышения вращающего момента на ведомом валу. Вращающее движение передается на ведущий вал-шестерню 2,на котором имеется шпонка 1. Корпус редуктора включает в себя основание редуктора 44, крышки редуктора 14, которые жестко закреплены между собой пятью шпильками 30, гайками 31 и шайбами 32. В корпусе имеется сопла подачи смазки 11, которое закреплено устройством крепления 10 и сливная пробка 43 для удаления лишнего смазывающего вещества из редуктора. Роликовые конические радиально- упорные подшипники 9 (2 шт.), 16 (2 шт.), 28 (2 шт.) расположены в корпусе между стаканом 4, 21, 22, 35 и буртиками валов. Стаканы служат для фиксации положения подшипников. Они зажимаются установочными гайками 18, 26, 46 с лапчатыми шайбами 19, 27, 47. Шпонки 1, 25 предназначены для соединения вала и колеса и передачи крутящего момента. Гайки предназначены для фиксации и предотвращения люфта подшипников. Роликовые конические радиально- упорные подшипники можно при необходимости заменять, отвинтив гайки 6 (30 ШТ.) от шпильки 5 (30 шт.), вынув пружинную шайбу 7 (30 шт.) и набор регулировочных прокладок 8, снять крышку 3, 17, 41, 33, 36. В крышке 17, 23, 36, 41 имеется канал подачи смазки 38. Крышки 2, 23 имеют манжетные уплотнения 24, 48 служащие для препятствия протекания смазывающего вещества и непопадания пыли. Совместное расположение основания корпуса и крышки фиксируют штифтами 12 (2 шт.), 29 (2 шт.), которые точно фиксируют расположение деталей при сборке. Втулка расположена между штифтом и крышкой редуктора для более плотного соединения. Ведущий вал- шестерня 2, который крепиться к подшипникам 9 (2 шт.) соединён коническим зубчатым соединением с коническим колесом 15. Коническое колесо 15 посажен на промежуточный вал- шестерню 40, который соединен цилиндрическим зубчатым соединением с зубчатым колесом 33. Зубчатое колесо закреплено с ведомым валом, которое крепиться на подшипниках 28 (2 шт.). На промежуточном валу-шестерне 40 (1 шт.) и ведомом валу прикреплены маслозащитные шайбы 39 для предотвращения чрезмерного интенсивного попадания смазки в подшипник. 2. ВЫБОР ПОСАДОК МЕТОДОМ АНАЛОГОВ 2.1 Выбор и обоснование выбора посадок Сопряжение по d2=100мм. Соединение стакана подшипника с корпусом. Соединение не подвижное, разъемное. Не подвижность обеспечивается винтами. Для данного соединения необязательно предъявлять точность. Для аналоговых соединений рекомендуется посадка с зазором. Выбераем по [1] стр. 301 переходную посадку Ш часто разбираемых деталей и назначением d2 = 100h8. Сопряжение d1 =45мм.Вал-шестерня ведущий. Соединение разъемное неподвижное, не подвижность обеспечивается шпонкой. Колесо должно хорошо центрироваться на валу для ограничения биения в процессе работы. Для аналогичных соединений рекомендуется применять переходные посадки типа Принимаем переходную посадку Ш 45. Выбранная посадка обеспечивает необходимое центрирование.Сопряжение d10 =65мм.Соединение вала шестерни 40 с коническим колесом. Соединение разъемное, неподвижное. Коническое колесо должно хорошо центрироваться на вале для обеспечения хорошей работы колеса. Для такого рода соединения применяются посадки с натягом. - прессовые соединения. Обеспечивают передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления. Принимаем посадку Ш 65 , как предпочтительную из ряда других. Небольшой натяг получающийся в большинстве соединений, достаточен для центрирования деталей и предотвращение их вибрации в процессе работы узла.2.2 Расчет размерных параметров выбранных посадокd2= 100ммОпределяем размерные параметры отверстия Верхнее предельное отклонение:Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр отверстия: Минимальный диаметр отверстия: Средний диаметр отверстия: Допуск: Определяем размерные параметры вала :Верхнее предельное отклонение: Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр вала:Минимальный диаметр вала:Средний диаметр вала:Допуск размера на вал: Рис. 2.1.Схема взаиморасположения полей допусковОпределяем характеристики посадки по предельным размерам:Максимальный зазор:Минимальный зазор: Средний зазор:Максимальный натяг: Минимальный натяг: Средний натяг:d1= 45 ммОпределяем размерные параметры отверстия :Верхнее предельное отклонение:Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр отверстия: Минимальный диаметр отверстия: Средний диаметр отверстия:Допуск размера отверстия: Определяем размерные параметры вала :Верхнее предельное отклонение: Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр вала: Минимальный диаметр вала:Средний диаметр вала: Допуск размера на вал: Рис.2.2.Схема взаиморасположения полей допусковОпределяем характеристики посадки по предельным размерам:Максимальный зазор: Минимальный зазор: Средний зазор: Максимальный натяг: Минимальный натяг: Средний натяг:d10= 65 ммОпределяем размерные параметры отверстия :Верхнее предельное отклонение:Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение: Номинальный диаметр: Максимальный диаметр отверстия: Минимальный диаметр отверстия: Средний диаметр отверстия:Допуск размера отверстия: Определяем размерные параметры вала :Верхнее предельное отклонение: Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр вала: Минимальный диаметр вала:Средний диаметр вала:Допуск размера на вал: Рис. 2.3.Схема взаиморасположения полей допусков Определяем характеристики посадки по предельным размерам:Максимальный зазор:Минимальный зазор: Средний зазор:Максимальный натяг: Минимальный натяг: Средний натяг:У этой посадки зазор может изменяться от -0,06 до -0,011мм, натяг - от 0 до -0,06 мм.2.1 Рабочие эскизы сборочных единиц и сопрягаемых деталейрис. 2.1 Эскиз сопряжения деталей по d2 рис. 2.2 Эскиз сопряжения деталей по d1 рис. 2.3 Эскиз сопряжения деталей по d10 4. РАСЧЕТ ПОСАДОК С НАТЯГОМПосадки с натягом предназначены для неподвижных соединений неразъемных соединений (или разбираемых лишь в отдельных случаях при ремонте), как правило, без дополнительного крепления винтами штифтами шпонками и т. д. Относительная неподвижность деталей при этих посадках достигается за счет напряжений, возникающих в материале сопрягаемых деталей вследствие действия деформаций их контактных поверхностей.Шероховатость принимаем равной Rzd=8, Rzdk=5,3. Корпус и зубчатое колесо изготовлено из СЧ(µ=0.25).Рис. 4.1 Расчетная схемаНаружный диаметр ступицы dст, мм, определяеться по формулеdст=1.7dн.с.,где dн.с- номинальный диаметр вала, 65 мм,dст=1.7*65=110,5 ммДлина ступицыlст=1.5* dн.сlст=1.5*65=97,5 мм В результате рассчитаем величину наименьшего натяга, способного передать такие нагрузки:,где ЕD и Еd - модули упругости материалов втулки и вала, табл 1.6 [1, ч. 1, с. 335]; CD и Cd - коэыициент Лямэ для втулки и вала.Определим необходимые величины :1) определим требуемую величину давления на поверхности:2) определим коэффициенты Лямэ:Рассчитаем необходимый натяг: Определим наименьший допустимый натяг с учетом уменьшения действительного натяга за счет смятия неровностей при запрессовкеВыберем посадку из таблиц, системы допусков и посадок, при этом учитываем условие относительной подвижности сопрягаемых деталей.Окончательно принимаем для d=65 мм посадку ШВыполним расчет по наибольшему допускаемому давлению для обеспечения прочности сопрягаемых деталей.для вала -для втулки -В качестве [Pmax] принимаем наименьший из двух значений.Находим величину наибольшего расчетного натяга Вычисляем наибольший допустимый натяг с учетом среза и смятия неровностей Находим необходимое усилие для запрессовки деталей без применения термических методов сборки,где - коэфициенет трения при запрессовке 1,2; - удельное давление при максимальном натяге выбранной посадки, определяемое по следующей формуле: 5. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПОСАДОКПри выборе переходных посадок необходимо учитывать, что для них характерна возможность получения, как натягов, так и зазоров. Переходные посадки предназначены для неподвижных, но разъемных соединений деталей и обеспечивают хорошее центрирование соединяемых деталей. Натяги, получающиеся в переходных посадках, имеют относительно малую величину и обычно не требуют проверки деталей на прочность, за исключением отдельных тонкостенных деталей. Эти натяги недостаточны для передачи соединением значительных крутящих моментов или усилий. К тому же получение натяга в каждом из собранных соединений не гарантировано. Поэтому переходные посадки применяют дополнительным креплением соединяемых деталей шпонками, штифтами. При расчете вероятности натягов и зазоров обычно исходят из нормального распределения натягов размеров деталей при изготовлении. Распределение натягов и зазоров в этом случае также будет подчиняться нормальному закону, а вероятности их получения определяется с помощью интегральной функции.Трудоемкость сборки и разборки соединений с переходными посадками, так же как и характер этих посадок, во многом определяется вероятностью (частностью) получения в них натягов и зазоров.Проведем расчет переходной посадки, в данной коробке подачи по d6, где сопрягаются две поверхности штифт 12 и основание редуктора 44. Переходная посадка в данном случае для того, чтобы определить точность центрирования и легкость сборки соединения. Для данного соединения выбираем посадку типа Н7/n6.Ш45Определим максимальный и минимальный зазор для данного соединения:Минимальный зазор равен максимальному натягу.Считаем среднее значение зазора:Определяем средне квадратичное отклонение:Определим предел интегрирования:пользуясь таблицей Ф(z), находим Ф(z)=0,0062Определяем вероятность получения зазора:Следовательно, вероятность получения натяга равна: 6. РАСЧЕТ КОМБИНИРОВАННОЙ ПОСАДКИПри применении системных посадок требовалось бы общую для всехСопряжение по d22= 55 ммДля аналогичного соединения рекомендуется применять посадку с зазором Принимаем посадку с зазором Ш 55, как предпочтительную в системе отверстия, обеспечивающую гарантийный зазор, позволяющей компенсировать значительные отклонения расположения сопрягаемых поверхностей и температуре деформации. Средний зазор выбранной посадки Sm, определяется по формуле, (6.1)где Еm- среднее предельное отклонение в системе отверстия, 15 мкм; em- среднее предельное отклонение в системе вала, -39,5 мкмОт выбранной системной посадки нужно перейти к комбинированной вне системной, вследствие того, что поле допуска вала определяется посадкой кольца упорного, тогда применяем . Поэтому на остальных посадках целесообразно использовать комбинированные, так как трудоемко обеспечить системными посадками нужных характер соединения.Среднее предельное отклонение в системе отверстия для комбинированной посадки получили из формулы 6.1 где - среднее предельное отклонение в системе вала, 11,5 мкмОкончательно принимаем комбинированную посадку Ш55 , схема расположения полей допусков которой указанна на рис. 6.3.рис 6.1. Схема расположения полей допусковРасчет размерных параметров выбранных посадокd22= 55 ммОпределяем размерные параметры отверстия gВерхнее предельное отклонение:Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр отверстия: Минимальный диаметр отверстия: Средний диаметр отверстия:Допуск: Определяем размерные параметры вала :Верхнее предельное отклонение: Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр вала: Минимальный диаметр вала:Средний диаметр вала:Допуск размера на вал: Определяем характеристики посадки по предельным размерам:Максимальный зазор:Минимальный зазор: Средний зазор: Максимальный натяг: Минимальный натяг: Средний натяг:У этой посадки зазор может изменяться от до , натяг от 0 до 0,01 мм. 7. РАСЧЁТ НАТЯГОВ В ПОДШИПНИКАХ КАЧЕНИЯВ зависимости от характера от характера требуемого соединения поля допусков для валов и отверстий корпусов выбираются в зависимости от типа нагружения, т.е. от характера нагрузки. 7.1 Выбор класса точности подшипника, предпочтительное отклонение и определения вида нагружения колецВ нашем случае внутренне кольцо испытывает циркуляционный вид нагружения, так как кольцо воспринимает радиальную нагрузку последовательно всей окружностью дорожки качения и передает ее последовательно всей посадочной поверхности вала.Принимаем класс точности подшипника-6, так как число оборотов на редукторе не большое и такой подшипник является не дорогим. 7.2 Выбор посадки для циркуляционно нагруженного кольцаБудем вести расчет по интенсивности распределения нагрузки по посадочной поверхности.,где R-радиальная реакция опоры подшипника, кН; R= 600 Н b-рабочая ширина посадочного места;b=B-2r, B-ширина подшипника; kП- динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки, kП=1 при перегрузке до 150%, умеренных толчках и вибрации; F-коэффициент учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале F=1; FА=1 для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом. Режим работы 10000 часовПо таблице 4.82 [с. 818] и выбираем поле допуска поверхности вала сопрягаемой с внутренним кольцом подшипника.Ш55jS6По таблице 4.75 [с. 812] выбираем предельные отклонения для кольца подшипника.Ш55L0получаем посадку:Ш55Выбранную посадку проверяем па максимальному натягу:9,5-(-12)=21,5мкмгде, k - коэффициент, зависящий от серии подшипника, k=2,8 (для средней серии); [GP] = 400 МПа - допускаемое напряжение при растяжении для материала кольца[N] > Nmax (выбранный d=55 мм)Dmax=55 мм Dmin=54,988мм Nmax=dmax-Dmin=55,0095-54,988= 0,0215 мм dmin= 54,9905мм dmax= 55,0095ммNmax=es-EI=9.5-(-12)=21.5мкмNmin=ei-ES=-9.5-0=-9.5мкмSmax=ES-ei=0-(-9.5)=9.5мкмSmin=EI-es=-12-9.5=-21.5мкмNc=6мкмSc=4.75мкмСтроим схемы расположения полей допусков сопрягаемых поверхностей рис. 7.1рис 7.1. Схема расположения полей допусков сопряжения подшипника и вала 7.3 Выбор посадки для местно нагруженного кольцаНаружное кольцо воспринимает радиальную нагрузку постоянную по направлению одним и тем же ограниченным дорожки качения и передает его соответствующему участку сопрягаемой поверхности отверстия, поэтому внешнее кольцо подшипника имеет местный вид нагружения. Для полей испытывающих местное нагружение, как правило, целесообразно выбирать посадку с зазором, для того чтобы это кольцо под действием сил трения, вибрации могло постепенно проворачиваться. Это дает возможность менять участок дорожки качения, что значительно уменьшает выработку кольца. По таблицам пробираем поля допусков.Ш120dН=120 мм Dmax=120,035 мм Dmin=120мм ТD=0,0335мм.Smax=Dmax-dmin=47.025-46.989=0.036 мм dmin=119,988мм dmax=120 ммNmax=d max- Dmax=120.011-119.989=0.022мкм0,5>0.022 Условие прочности выполняетсяNmax=es-EI=11-(-12)=23мкм Nmin= ei-ES=-11+0=-11мкм Smax=ES-ei=0-(-11)=11мкмSmin=EI-es=-12-11=-23мкмNc=6.5мкмSc=0.5мкмрис 7.2. Схема расположения полей допусков сопряжения подшипника и корпуса редуктора 7.4 Экскизы подшипникового узла и деталей сопряжеными с поджшипникамирис.3.1 Эскиз сопряжения корпуса с подшипникомрис.3.2 Эскиз вала рис. 3.3 Эскиз корпуса 8. ВЫБОР ПОСАДОК ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙЧаще всего в массовом производстве принимают шпонки. Использование призматических шпонок дает возможность дает возможность более точно центрировать сопрягаемые элементы и получать как подвижные (в случае применения обыкновенных призматических шпонок), так и не скользящи соединения (при использовании направляющих шпонок с креплением на вал).Выбираем для вала 1 призматическую шпонку, неподвижную. Характер соединения нормальный. Из табл. 4.52.[с.773] выбираем шпонку по диаметру вала.b=18 мм; h=11мм; t1=7мм; t2=4,4мм; Во всех случаях шпонка устанавливается в пазу вала плотно с натягом, а в пазу отверстия в зависимости от характера соединения. При точном центрировании поля допуска на отверстия H6, а на вал рекомендуется js6, k6, m6, n6. Для данного шпоночного соединения рекомендуется применять допуск на отверстия Н6, допуск на вал js6. Принимаем нормальное соединение, это соединение чаще всего используется в массовом производстве, так как обеспечивает точное центрирование деталей.Для нормального соединения принимаем поля допусков: на ширину паза вала N9, на ширину паза втулки js9, на ширину шпонки h9.Принимаем шероховатость на ширину паза вала и втулки - Ra 0.4, а на высоту паза втулки и вала - Ra 0.2 Кроме точности размеров шпонок и шпоночных пазов ограничивают и неточность расположения паза в валу и паза во втулке относительно оси симметрии вала и втулки. Должен ограничиваться допуск параллельности плоскости симметрии паза относительно оси симметрии сопрягаемой поверхности.Предельные размеры элементов шпоночных соединенийСопряжение шпонка вал Ш60Верхнее предельное отклонение:Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр отверстия: Минимальный диаметр отверстия: Средний диаметр отверстия:Допуск размера отверстия: Определяем размерные параметры вала :Верхнее предельное отклонение: Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр вала: Минимальный диаметр вала:Средний диаметр вала:Допуск размера на вал: Рис. 8.1 Схема взаиморасположения полей допусков Определяем характеристики посадки по предельным размерам:Максимальный зазор:Минимальный зазор: Средний зазор:Максимальный натяг: Минимальный натяг: Средний натяг:Сопряжение шпонка втулка Ш60 Определяем размерные параметры вала Верхнее предельное отклонение:Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение: Номинальный диаметр: Максимальный диаметр отверстия: Минимальный диаметр отверстия: Средний диаметр отверстия:Допуск размера отверстия: Определяем размерные параметры вала Верхнее предельное отклонение: Нижнее предельное отклонение: Среднее отклонение:Номинальный диаметр: Максимальный диаметр вала: Минимальный диаметр вала:Средний диаметр вала:Допуск размера на вал: Рис. 8.2. Схема взаиморасположения полей допусков Определяем характеристики посадки по предельным размерам:Максимальный зазор:Минимальный зазор: Средний зазор:Максимальный натяг: Минимальный натяг: Средний натяг: рис.8.3. Эскизы пазов вала и втулкирис.8.4. Эскиз шпоночного сопряжения 9. РАСЧЕТ РАЗМЕРНЫХ ЦЕПЕЙрис. 9.1 Эскиз заданной деталирис.9.2 Схема размерной цепиПредварительно изучив конструкцию детали, устанавливаем последовательность ее обработки и выполняем размерный анализ, включающий выявление составляющих звеньев, построение схемы размерной цепи и определение увеличивающих и уменьшающих звеньев. Затем деталь обрабатывается по убывающим размерам. Размер А1- составляющий, увеличивающий.Размеры: А2, А3, А4, А5, А6, - составляющие, уменьшающие, размер Д-замыкающий.Определим предельные отклонения замыкающего размера по Зададим номинальные размеры всех составляющих звеньев, сохраняя пропорциональное соотношение А1=200, А2=40, А3=90, А4=20, А5=15, А6=20, где m- число увеличивающих звеньев: n- число уменьшающих звеньевОпределим допуск замыкающего звенагде -верхнее предельное отклонение замыкающего звена; - нижнее предельное отклонение замыкающего звена.Рассчитываем среднее число единиц допуска( коэффициент точности) размерной цепи с учетом известных допусковгде - сумма единиц допусков определяемых составляющих звеньев; значения единиц допуска для определяемых составляющих звеньев находиться по табл. 3.3 [1, ч.2, с. 20] или по формулее D- среднее геометрическое крайних размеров одного интервалаi1=2,89, i2=1,56, i3=2,17, i4=1,31, i5=1,08, i6=1,31, По полученному числу единиц допуска am определяем ближайший соответствующий ему квалитет по табл. 1.8 [1, ч. 1]. Выбираем 9- квалитет.Назначаем допуски и отклонения на звенья, исходя из общего правила для охватывающих размеров- как основные отверстия, а для охватываемых- как на основные валы. Проверяем правильность назначения допусков и предельных отклонений составляющих звеньевПредельные отклонения и допуски составляющих звеньев рассчитаны правильноРедуктор коническо-цилиндрический1. Выбор посадки колец подшипников качения d5=55 мм2. Серия подшипника 75003. Выбор посадки с зазором d2=100 мм4. Расчет посадки с натягом: d10=65 ммосевая сила, кН 2.2вращающий момент 40, Н?м5. Расчет переходной посадки d1=45 мм6. Расчет комбинированной посадки d22=55 мм7. Выбор посадок шпоночных и шлицевых соединений d15= 60 мм8. Расчет размерной цепи А, 15 мм СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ1. Якушев А.И. «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» МЛ 979г.2. Мягков В.Д., Палей М.А., Романов А.Б., Брагинский В.А. «Допуски и посадки» справочник. 19783. Серый И.С. «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» М. 19764. Сурус А.И., Дулевич А.Ф. «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» 2006 |
РЕКЛАМА
|
|||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||
| БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА | ||
 |
© 2010 | |