Детали машин

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Апреля 2013 в 19:38, курсовая работа

Описание работы

Привод грузоподъемной машины состоит из электродвигателя, редуктора, барабана, троса. Электродвигатель и барабан присоединены к редуктору при помощи муфт. Подъем груза осуществляется тросом, который наматывается на барабан. Барабан приводится в движение от электродвигателя через редуктор и муфты. Редуктор осуществляет повышение крутящего момента и снижение частоты вращения до требуемой величины.

Содержание работы

Задание на курсовой проект 4
Введение 5 1. Расчет данных для ЭВМ 6
1.1 Подбор электродвигателя 6
1.2 Назначение термообработки материала 7
1.3 Коэффициенты относительной ширины колес 7
1.4 Эквивалентное время работы редуктора 7
2. Выбор оптимального варианта компоновки редуктора 8
2.1 Определение диаметра выходного вала 8
2.2 Выбор оптимального варианта 8
3. Определение вращающих моментов и частот валов для оптимального
варианта 11
3.1 Определение вращающих моментов 11
3.2 Определение частот вращения 11
4. Геометрический расчет передач редуктора 13
4.1 Расчет тихоходной прямозубой ступени 13
4.2 Расчет быстроходной косозубой передачи 13
5. Проверочный расчет зубчатой передачи 15
5.1 Выбор материала и термообработки зубчатых передач 15
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений 15
5.3 Определение допускаемых изгибных напряжений 17
5.4 Определение расчетных контактных напряжений 20
5.5 Определение расчетных изгибных напряжений .21
5.6 Вывод работоспособности передачи .23
6. Разработка эскизного проекта редуктора 24
6.1 Определение диаметров вала 24
6.2 Определение расстояний между деталями передачи 25
6.3 Выбор подшипников 26
6.4 Конструирование зубчатых колес 27
7. Расчет промежуточного вала на усталостную прочность 29
7.1 Определение усилий, действующих на вал 29
7.2 Расчетная схема для промежуточного вала 30
7.3 Определение реакций и построение эпюр изгибающих моментов в
вертикальной плоскости 31
7.4 Расчетная схема сил нагружения вала в горизонтальной плоскости,
определение реакций в опорах 32
7.5 Определение суммарного изгибающего момента в опасных сечениях 32
7.6 Определение суммарных реакций в опорах А и D 32


7.7 Определение фактического запаса усталостной прочности вала в
сечении В 33
7.8 Определение фактического запаса прочности вала в сечении С 35
8. Проверка долговечности подшипников качения опор
промежуточного вала 37
9. Проверочный расчет шпоночных соединений 38
10. Конструирование корпусных деталей и крышек 40
10.1 Корпус редуктора 40
10.2 Выбор уплотнения 44
11. Расчет отклонений размеров и допусков формы промежуточного
вала и зубчатого колеса быстроходной ступени 45
11.1 Расчет отклонений размеров и допусков формы промежуточного
вала 45
11.2 Расчет отклонений размеров и допусков формы зубчатого колеса
быстроходной ступени 48
11.3 Расчет длины общей нормали зубчатого колеса быстроходной
ступени и шестерни тихоходной ступени 50
12. Смазка редуктора 52
12.1 Подбор системы смазки 52
12.2 Смазочные устройства 53
12.3 Краткое описание сборки редуктора 54
13. Компоновка приводной станции 55
13.1 Подбор муфты 55
13.2 Конструирование плиты приводной станции 56
Список использованных источников 58

Файлы: 1 файл

Пояснительная записка.doc

— 1.84 Мб (Скачать файл)

 

в) Цилиндричность посадочных поверхностей для подшипников качения.

Допуск цилиндричности ТÓ этих поверхностей задают для ограничения величины искажения геометрической формы дорожек качения колец подшипников. Рекомендуется принимать ТÓ »0,5td , где td – допуск размера посадочной поверхности вала. В нашем случае под цапфы подшипника Æ45k6 допуск цилиндричности равен ТÓ =0,5td=0,5·(0,018-0,002)=0,016 мм, ТÓ =0,5·0,016 =0,008 мм.

 

г) Цилиндричность посадочных поверхностей вала.

Допуск цилиндричности ТÓ ограничивает неравномерность контактных давлений по посадочной поверхности. Рекомендуется принимать ТÓ=0,5td, где td – допуск размера посадочной поверхности вала.

Для посадочной поверхности Æ56r6 допуск цилиндричности равен ТÓ =0,5td=0,5·(0,065-0,041)=0,016 мм, ТÓ =0,5·0,016 =0,008 мм.  

 

д) Параллельность и симметричность расположения шпоночного паза вала. Допуск параллельности ТÕ и симметричности ТÙ назначают для обеспечения более равномерного контакта рабочих поверхностей шпоночного паза и шпонки. Эти значения рекомендуется принимать в зависимости от допуска tш на ширину паза по формулам:

ТÕ»0,5tш ,

ТÙ»2tш

Значение допуска ТÕ»0,5tш=0,5·[-0,018-(0,061)]=0,0215 мм. В соответствии с базовым рядом числовых значений допусков в таблице 4.8 [4] полученное значение округляем до 0,02 мм.

Значение допуска ТÙ»2tш=2·[-0,018-(-0,061)]=0,066мм. В соответствии с таб-

 

лицей 4.8 [4] полученное значение округляем до 0,08 мм. Здесь символ Т означает, что указывается полная ширина соответствующего поля допуска.

 

11.2 Расчет отклонений размеров, допусков формы зубчатого колеса быстроходной ступени

 

11.2.1 Расчет отклонений  размеров зубчатого колеса

 

Осевые размеры, определяющие длину ступицы и ширину зубчатого венца, принимают по сборочному чертежу редуктора.

Предельные отклонения ширины зубчатого венца назначают в зависимости от степени точности передачи по таблице 1. В нашем случае для 8 степени точности устанавливаем для диаметра вершин 216,34h11(-0,29), а для ширины венца – 33 h13(-0,39).                                                                                

Свободные размеры, определяющие конфигурацию и размеры ступицы  и диска. Они принимаются в соответствии с рекомендациями [2,С.41-46].

Номинальные значения посадочного  диаметра определяем по сборочному чертежу, его предельное отклонение в нашем случае Æ56Н7(+0,03).


Размеры поперечного сечения шпоночного паза и их предельные отклонения определяют в соответствии с таблицей 4.6 [4]. В нашем случае проставлена ширина шпоночного паза b=16 мм и глубина паза во втулке A=56+t2=56+4,3=60,3 мм. На основании рекомендаций [4,С.21-22] на чертеже проставлено: 16JS9(±0,021) и 60,3+0,2.

 

11.2.2  Расчет допусков формы зубчатого колеса быстроходной ступени

 

а) Цилиндричность базового отверстия.

Допуск цилиндричности ТÓ базового отверстия А принимают примерно равным 0,5td, где td- допуск диаметра отверстия. Допуск ограничивает неравномерность контактных давлений по посадочной поверхности базового отверстия А.

В нашем случае Æ56Н7 допуск цилиндричности равен

ТÓ =0,5td=0,5·0,03=0,015 мм.

После округления по таблице 4.8 [4] ТÓ =0,012 мм.

 

б) Перпендикулярность торцов ступицы.

Допуск перпендикулярности ТÖ задают для узких с отношением длины к её диаметру . В нашем случае .

Допуск перпендикулярности задают на диаметре dст , поэтому полученное значение допуска по квалитету нужно умножить на отношение dст / dп , приняв степень точности для подшипника по IT7. Таким образом, ТÖ = ТÖ· dп × (dст / dп) = 0,016·87/56 = 0,025 мм. Так как колесо имеет плоскость симметрии, то приходится указать эту норму на оба торца ступицы.

 

 

в) Радиальное биение зубчатого  венца.

Допуск радиального  биения зубчатого венца принимаем по таблице 1 [5,С.9] в зависимости от кинематической точности  передачи, модуля и делительного диаметрам зубчатого колеса. При 8 степени точности, m =2,5мм и d =211,35 мм Fr=0,06 мм.

 

г) Параллельность и симметричность расположения шпоночного паза ступицы

Допуск параллельности ТÕ и симметричности ТÙ назначают для обеспечения более равномерного контакта рабочих поверхностей шпоночного паза ступицы и шпонки. Эти значения рекомендуется принимать в зависимости от допуска tш на ширину паза по формулам:

ТÕ»0,5 tш ,

ТÙ»2 tш .

Значение допуска ТÕ»0,5tш=0,5·[0,021-(-0,021)]=0,021 мм. В соответствии с

     базовым рядом числовых значений допусков в таблицей 4.8 [4] полученное


     значение округляем до 0,02 мм.

Значение допуска ТÙ»2tш=2·[0,021-(-0,021)]=0,084 мм. В соответствии с таблицей 4.8 [4] полученное значение округляем до 0,08 мм. Здесь символ Т означает, что указывается полная ширина соответствующего поля допуска.

 

11.3 Расчет длины общей нормали зубчатого колеса быстроходной ступени и шестерни тихоходной ступени

 

11.3.1 Расчет длины общей нормали зубчатого колеса быстроходной ступени

 

Длину общей нормали для цилиндрических колес с внешним косыми зубьями рассчитывает по формуле:

 

                             

           (11.1)

где mn - нормальный модуль;

       α - угол профиля исходного контура; по стандарту ГОСТ  13755-81   ;

       zw - число зубьев контролируемого колеса;

       z - число зубьев в длине общей нормали;

       x - коэффициент смещения;

       inv αt - эвольвентный угол, соответствующий углу профиля , которой находиться по формуле:

                                                  inv αt = tgαt – αt                                          (11.2)

где   αt - - торцевой угол профиля исходного контура:


                                                                                        (11.3)

Число зубьев для цилиндрических колес при небольших коэффициента смещения (х<1):

                                                   

;                                                (11.4)

;

Округлив полученное значение до ближайшего целого числа, получим .

= 0,359;

inv αt = tg0,359 – 0,359 = 0,016;                              

= 73,197 мм.

 

Допуск на длину общей нормали принимаем в соответствии [5,С. 8-12]:

.

 

11.3.2  Расчет длины нормали шестерни тихоходной ступени

 

Длину общей нормали  для шестерни с внешними прямыми зубьями рассчитаем по формуле:

 

                      

,                  (11.5)

 

где mn - нормальный модуль;

       α - угол профиля исходного контура; по стандарту ГОСТ  13755-81   ;

       zw - число зубьев шестерни;

       z - число зубьев в длине общей нормали;

       x - коэффициент смещения;

       inv α - эвольвентный угол, соответствующий углу профиля , которой находиться по формуле:

 

                                                 inv α = tgα – α                                          (11.6)

 

Число зубьев в общей нормали найдем по формуле (11.4)

;

Округлив полученное значение до ближайшего целого числа, получим .

 

inv αt = tg0,349 – 0,349 = 0,015;                              

= 32,013 мм.

 

Допуск на длину общей нормали принимаем в соответствии [5,С. 8-12]:

.


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


12 Смазка редуктора

 

12.1 Подбор системы смазки

 

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижение интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, задиров коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

Для проектирование редуктора  применим картерную системы смазки, наиболее распространенную в машиностроении. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей. Картерную систему смазки применяют при окружной скорости зубчатых колес от 0,3 до 12,5 м/с. В нашем случае окружные скорости быстроходной и тихоходной ступеней находятся в этих пределах, поэтому применение такой системы смазки вполне оправдано.

Выбор смазочного материала определяется в зависимости от контактного напряжения и окружный скорости колес. Предварительно определим необходимую кинематическую вязкость масла по та табл. 11.1 [1, С. 173]. Для зубчатых колес контактные напряжения которых не превышает 1200 МПа, а окружные скорости до 2 м/с рекомендуемая кинематическая вязкость равна 70 мм2/с. Редуктор предназначен для работы при температуре  ≤ 40 оС. Всем перечисленным условиям соответствует масло индустриальное И-Г-А-32. Его употребляют в качестве рабочей жидкости в гидравлических системах станочного оборудование, автоматических линий, прессов, для смазывания легко средненагруженных зубчатых передач, направляющих качения скольжения станков, где они не требуется специальные масла, и других механизмов.

В двухступенчатой передаче при окружной скорости ≥ 1 м/с (как в нашем случае) в масло достаточно погрузить только колесо тихоходной ступени, а максимальным уровень принимается равным трети радиуса колеса тихоходной ступени. [3, С. 174]. Таки образом минимальный уровень масла равен 58 мм, а максимальным  85 от днища редуктора.

Приблизительный объем  масла, необходимого для смазки редуктора:

                                                      

                                                         

                                         (12.1)

где   а·b – площадь днища;

         h – высота масляного слоя.

 

.

 

Заливаем в редуктор масло в количестве  10  л.

Подшипники смазываются  тем же маслом, что и детали передач, стекающим со стенок корпуса.


12.2 Смазочные устройства

 

При работе передач масло  постепенно загрязняется продуктами износа. С течением времени оно стареет. Свойства его ухудшаются. Поэтому масло, налитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для этой цели в корпусе предусматривают сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой (рис. 12).


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 12 – Пробка маслосливная

 

Для наблюдения за уровнем  масла в корпусе устанавливают  маслоуказатели жезловые (щупы) (рис. 13). Исполнение наклонного щупа вызывает некоторые технологические трудности при формовке корпуса и сверлении наклонного отверстия, поэтому вертикальное исполнение предпочтительнее.

При длительной работе в  связи с нагревом масла и воздуха  повышается давление внутри корпуса, что приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой путем установки отдушин в его верхних точках.


 

Рисунок 13 - Маслоуказатель 

12.3 Краткое описание сборки редуктора

 

Данная конструкция  редуктора позволяет осуществлять независимую сборку редуктора. В первую очередь на валы устанавливаются шпонки, затем зубчатые колеса, затем упорные втулки, подшипники, регулировочные кольца, обеспечивающие регулировку осевых зазоров, маслоотражательные шайбы. Затем устанавливаются манжеты и крышки подшипников с отверстиями для концов валов. Далее в корпус устанавливаются валы, а также глухие крышки. На корпус устанавливают крышку, которая фиксируется штифтами, затем крышка крепится стяжными винтами. На корпус устанавливают маслоуказатель и сливную пробку. Затем в корпус через отверстие люка заливают масло. После этого на крышке корпуса устанавливается крышка люка.

 

 


13 Компоновка приводной  станции

 

13.1 Подбор муфты

 

Для соединения электродвигателя с входным валом редуктора используем упругую втулочно-пальцевую муфту, так как эти муфты достаточно просты по конструкции, удобны при замене упругих элементов и не имеются жестких требований к компенсирующей способности.

Предварительно выбираем муфту МУВП-48, соответствующую стандарту ГОСТ 21424-93.

Выполним проверочный  расчет упругих элементов на смятие и пальцев муфты на изгиб.

Допуская, что нагрузка между пальцами распределена равномерно, можем использовать формулу для расчета упругих элементов муфты на смятие по формуле:

                                    

,                            (13.1)

 

где Тк - вращающий момент,

       dп - диаметр пальца;

       dп = 18 мм;

       z - число пальцев;

       z = 8;

       D0 - диаметр окружности расположения пальцев;

Информация о работе Детали машин