Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Декабря 2013 в 16:24, курсовая работа
Курсовой проект по деталям машин является первой конструкторской работой, в результате которой учащийся приобретает навыки и знания правил, норм и методов конструирования. Выполнение проекта базируется на знаниях физико-математических и обще технических дисциплин, математики, механики, сопротивление материалов, технологии металлов, машиностроительного черчения и другие.
Редуктор - это механизм, состоящий из зубчатых иди червячных передач, заключенный в отдельный закрытым корпус и работающий в масляной ванне. Он предназначен для понижения частоты вращения и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с валом ведущим.
10. Проверка прочности шпоночных соединений
10.1 Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по СТ СЭВ 189 – 75.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
10.2 Определяем напряжения смятие и условие прочности, Н/мм2
Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице Н/мм2, при чугунной ступице Н/мм2.
Ведущий вал:
d = 40 мм; b h = 10 8 мм; t = 5 мм; длинна шпонки l = 56 мм; момент на ведущем валу М1 = 284 103 Н мм.
Ведомый вал:
Из двух шпонок – под зубчатым колесом и под звёздочкой – более нагружено вторая. Проверяем шпонку под звёздочкой:
d = 60 мм; b h = 16 10 мм; t = 6 мм; длинна шпонки l = 80 мм; момент М2 = 852 103 Н мм.
Условие - выполнено.
11 Уточнённый расчёт валов
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по от нулевому.
Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности n для опасных сечений и сравнении их с требуемыми значениями . Прочность соблюдена при n .
Будем производить расчёт для предположительно опасных сечений каждого из валов.
Ведущий вал:
Материал вала тот же, что и для шестерни, то есть сталь 45, термообработка – улучшение.
По таблице 3.3 при диаметре заготовки до 90-120 мм (в нашем случае da1 = 108 мм.) среднее значение Н/мм2.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба, Н/мм2:
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений, Н/мм2:
Сечение А-А. В этом сечении при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту возникает только касательные напряжении. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Определяем коэффициент запаса прочности:
где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла, Н/мм2:
При d = 40 мм; b = 10 мм; t1 = 5 мм.
(11.5)
мм3;
Принимаем ; и .
Такой большой
коэффициент запаса прочности объясняется
тем, что диаметр вала был увеличен
при конструировании для
Ведомый вал.
Материал вала – сталь 45 нормализованная, Н/мм2
Пределы выносливости Н/мм2 и Н/мм2.
Сечение А-А. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки и ; масштабный фактор ; коэффициенты и .
Крутящий момент Мк2 = 852 103 Н мм.
Определяем изгибающий момент в горизонтальной плоскости, Н мм:
Определяем изгибающий момент в вертикальной плоскости, Н мм:
Определяем суммарный изгибающий момент в сечении А-А, Н мм:
Определяем момент сопротивления кручению (d = 65 мм; b = 18 мм; t1 = 7 мм), мм3:
Определяем момент сопротивления изгибу, мм3:
Определяем амплитуду и среднее напряжение цикла касательных напряжений, Н/мм2:
Определяем амплитуду нормальных напряжений изгиба, Н/мм2:
среднее напряжение .
Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
Определяем результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:
12.Посадки основных деталей редуктора
Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл. 8.11.
Посадка зубчатого колеса на вал по СТ СЭВ 144—76 соответствует легкопрессовой посадке 2-го класса точности no OCT.
Посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора (соответствует по ОСТ).
Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала , чему соответствует по ОСТ. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца no , чему соответствует по ОСТ. Остальные посадки назначаем, пользуясь данными табл. 8.11
13 Выбор сорта масла
Смазка зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объём масляной ванны VM определяем из расчёта 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности:
VM = 0,25
По таблице 8.8 устанавливаем вязкость масла. При скорости =7,7 м/с рекомендуемая вязкость = 59 сСт. По таблице 8.10 принимаем масло индустриальное И – 50 А по ГОСТ 20799-75.
Подшипники
смазываем пластичной смазкой, которую
закладывают в подшипниковые
камеры при сборке. Периодически смазку
пополняют шприцем через пресс-
14 Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80— 100° С;
в ведомый вал закладывают шпонку 16 10 80 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок; регулируют тепловой зазор. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.
Далее на конец ведомого нала и шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают звездочку и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.
Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.
15 Технико-экономические показатели редуктора
Долговечность подшипников в конце посадок
Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников принимают от 36000 ч. до 10000 ч. в нашем случае подшипники ведущего вала 308 имеют ресурс Lh 13000 ч., а подшипники ведомого вала 312 имеют Lh 12517 ч.
n = 490 об/мин.
Условие прочности зубчатых колес выполнено.
Подшипники подобраны по ГОСТу.
Редуктор работает при непрерывной смазке масла И-50А, с вязкостью = 59 сСт
Литература
1. ГОСТ 1.105-95. Общие требования к текстовым документам. Минск, 1995.
2. ГОСТ 21354-87.
Передачи зубчатые
3. Курсовое проектирование деталей машин / С. А. Чернавский. Минск, 1987.
4. Шейнблит, А. Е. Курсовое проектирование деталей машин / А. Е. Шейнблит. Калининград, 1999.
5. Соколовский В. П. Детали машин.
6. Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. М., 2007.
7. Куклин, Н. Г. Детали машин / Н. Г. Куклин, Г. С. Куклина, В. К. Житков. М., 2008.
Содержание
Введение
1 Выбор
электродвигателя и
2 Расчет зубчатых колес редуктора
3 Предварительный расчет валов редуктора
4 Конструктивные размеры шестерни и колеса
5 Конструктивные размеры корпуса редуктора
6 Расчет цепной передачи
7 Первый этап компоновки редуктора
8 Проверка долговечности подшипника
9 Второй этап компоновки редуктора
10 Проверка прочности шпоночных соединений
11 Уточненный расчет валов
12 Посадки основных деталей редуктора
13 Выбор сорта масла
14 Сборка редуктора
15 Технико-экономические показатели редуктора
Заключение
При выполнении курсовой работы мы научились проектировать одноступенчатый горизонтальный цилиндрический косозубый редуктор для привода ленточного конвейера. Были выполнены все пункты, указанные в задании: мы выбрали электродвигатель и сделали кинематический расчет; рассчитали зубчатые колеса редуктора; рассчитали валы редуктора; вычислили конструктивные размеры шестерни и колеса; вычислили конструктивные размеры корпуса редуктора; рассчитали параметры цепной передачи; произвели первый этап компоновки редуктора; проверили долговечность подшипника; проверили прочность шпоночных соединений; уточнили расчет валов; вычислили посадки основных деталей редуктора; выбрали масло необходимой плотности и произвели сборку редуктора.