Проектирование привода
Анализ способов снижения металлоемкости и повышения долговечности редукторов. Знакомство с особенностями составления кинематической схемы привода. Общая характеристика этапов расчета передач редуктора. Рассмотрение конструкции быстроходного вала.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.08.2013 |
| Размер файла | 5,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
RЕy =408Н
Определяем изгибающие моменты в характерных точках:
М1у= М4у= 0;
М2у= - Fr2·a =2548·0,048=12;
М2у =-12Нм;
М3у= Fr1·с =346·0,025;
М3у=8,6Нм.
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм (рис.14)
Определяем реакции в подшипниках в горизонтальной плоскости.
УМЕx=0; Ft2·a- RFx·b- Ft1·(b+c)=0;
RFx=( 7000·0,048- 950·0,05)/ 0,025;
RFx=1155Н;
УМFx=0; Ft2·(a+b)-Ft1·c- RЕx·b=0;
REx= (7000·0,073- 950·0,025)/ 0,025;
RЕx=1949Н.
Определяем изгибающие моменты:
М1х=0;
М2x= Ft2 ·a;
М2х=-7000·0,048;
М2х=-336Нм;
М3х= Ft1·c;
М3х=950 ·0,025;
М3х=240Нм;
М4х=0;
Крутящий момент
Т1-1= Т2-2= Т3-3= T4-4=T2=168Нм.
Строим эпюру изгибающих моментов Мх.
Рис.14 Эпюры изгибающих и крутящих моментов промежуточного вала.
Определяем суммарные радиальные реакции по формуле (6.1):
; Н;
; Н.
В соответствии с рис.14 наиболее опасным является сечение 2, в котором имеются концентраторы напряжений от посадки подшипника с натягом и возникают наибольшие моменты.
Исходные данные для расчета:
dвала=40мм;
М2у=336Нм;
М2х=12Нм;
Т2-2=136Нм.
При расчете принимаем, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения - по отнулевому циклу.
Определяем результирующий изгибающий момент по формуле (6.2)
.
Определяем напряжения изгиба:
уи=(МИ•103)/Wи;
где Wи - момент сопротивлению изгибу, мм3. По формуле (6.3):
Wи=0,1d3=6400мм3;
уи=336200/6400=44,6Н/мм2.
При симметричном цикле его амплитуда равна:
уа= уи =52,5Н/мм2.
Определяем напряжения кручения:
фк=Т2-2/Wк;
где Wк - момент сопротивлению кручению. По формуле (6.4):
Wк=0,2d3=12800мм3;
фк=136000/12800=10,6Н/мм2.
При отнулевом цикле касательных напряжений амплитуда цикла равна:
фа= фк /2=10,6/2=5,3 Н/мм2.
Согласно примечанию к табл. 0.2 [3] в расчет принимаем концентрацию напряжений от посадки подшипника, для которой по табл.0.5 [3] (интерполируя) Ку/Кн=3,9; Кф/Кd=2,8.
По табл. 0.3…0.4 [3]: КF=1,0 - для шлифованной посадочной поверхности; Кн=1,0 - поверхность вала не упрочняется.
Определяем коэффициенты концентрации напряжении вала:
(Ку)D=( Ку/Кн+ КF-1)/ Кн=(3,9+1-1)/1=3,9;
(Кф)D=( Кф/Кн+ КF-1)/ Кн=(2,8+1-1)/1=2,8.
Определяем пределы выносливости вала:
(у-1)D=у-1/(Ку)D=383/3,9=98,2 Н/мм2;
(ф-1)D=ф-1/(Кф)D=222/2,8=79,3 Н/мм2.
Определяем коэффициенты запаса прочности:
sу=(у-1)D/ уа=98,2/44,6=2,3;
sф=(ф-1)D/ фа=79,3/5,3=15.
Определяем расчетный коэффициент запаса по нормальным и касательным напряжениям по формуле (6.6):
Сопротивление усталости вала в сечении 2 обеспечивается.
Все рассчитанные значения сводим в табл.6.
Таблица 6
|
Параметр |
Ед. изм. |
Тихох. вад |
Быстрох. вал |
Промежут. вал |
|
|
Суммарная рад. реакция 1-го подшипника R1 |
Н |
8444 |
2100 |
1991 |
|
|
Суммарная рад. реакция 2-го подшипника R2 |
Н |
5074 |
1088 |
1228 |
|
|
Результ. изгибающий момент МИ |
Нм |
323 |
42,5 |
336,2 |
7. Расчет выбранных подшипников на долговечность
7.1 Расчет подшипников промежуточного вала
Из п.4.1 и табл.1, 5, 6 выбираем исходные данные:
R1=1991Н; R2=1228Н; щ=43,4с-1; Lhmin=36750 часов;
С=16,8кН - динамическая грузоподъемность.
Учитывая отсутствие осевых усилий определяем эквивалентную нагрузку наиболее нагруженного подшипника 2 [5,табл.9.1]:
Rэ=VR1KKф;
где K - коэффициент безопасности; для среднего режима нагружения K =1,3…1,5 [5,табл.9.4]; принимаем K =1,3;
V =1 - коэффициент вращения при вращении внутреннего кольца подшипника;
Kф - температурный коэффициент;
Kф =1 (до 100?С)
Rэ=19911,31; Rэ=2588Н=2,6кН.
Определяем номинальную долговечность роликовых подшипников в часах [5,c.128];
Подставляем в формулу (7.2):
; ч.
В нашем случае Lh> Lhmin, принимаем окончательно для промежуточного вала подшипник 108.
7.2 Расчет подшипников тихоходного вала
Из п.4.1 и табл.1, 5, 6 выбираем исходные данные:
R1=8444Н; R2=5074Н; щ=6,2с-1; Lhmin=36750 часов;
С=30,7кН - динамическая грузоподъемность.
Учитывая отсутствие осевых усилий определяем эквивалентную нагрузку наиболее нагруженного подшипника 2 (8.1):
Rэ=84441,31; Rэ=10977Н=11кН. .
Подставляем в формулу (8.2):
; ч.
В нашем случае Lh> Lhmin, принимаем окончательно для быстроходного и промежуточного валов подшипник 113.
7.3 Расчет подшипников быстроходного вала
Из п.4.1 и табл.1, 5, 6 выбираем исходные данные:
R1=2100Н; R2=1088Н; щ=304с-1; Lhmin=36750 часов;
С=35,1кН - динамическая грузоподъемность.
Учитывая отсутствие осевых усилий определяем эквивалентную нагрузку наиболее нагруженного подшипника 2 (7.1):
Rэ=21001,31; Rэ=2730Н=2,7кН. .
Подставляем в формулу (7.2):
; ч.
В нашем случае Lh> Lhmin, принимаем окончательно для быстроходного и промежуточного валов подшипник 210.
8. Выбор посадок деталей
Выбор допусков, посадок и шероховатости поверхности проводим приняв, что детали редуктора изготавливаются по нормальной относительной точности размеров [3]. При выборе руководствуемся стандартным рядом параметров шероховатости. Выбранные значения параметров приведены в табл.7.
Таблица 7. Параметры точности и шероховатости
|
Наименование соединения, поверхности |
Шероховатость Ra, мкм |
Посадка, допуск |
|
|
Соединение ступиц водил с валами |
1,25 |
H7/p6 |
|
|
Поверхность валов под подшипниками |
0,63 |
k6 |
|
|
Поверхность корпуса для посадки подшипников |
1,0 |
H8 |
|
|
Соединение тихоходного вала с муфтой |
2,5 |
Н7/r6 |
|
|
Соединение торцевых крышек с корпусом |
6,3 |
Н8/h9 |
|
|
Поверхность зубьев колес |
2,5 |
h12 |
|
|
Поверхность валов под манжетами |
0,63 |
h10 |
|
|
Поверхность крышек для установки манжет |
2,5 |
H9 |
|
|
Соединения со шпонкой ступицы/вала |
6,3 |
JS9/N9 |
|
|
Все остальные обрабатываемые поверхности |
6,3 |
H14,h14 |
9. Сборка и смазка редуктора
9.1 Выбор системы и вида смазки
Скорость скольжения в зацеплении VS =0,15 - 1 м/с(табл.4,5). Контактные напряжения Н = 510 Н/мм2. По таблице 10.29 из [3] выбираем масло И-Т-Д-460.
Используем картерную систему смазывания. В корпус редуктора заливаем масло так, чтобы зубчатое колесо было в него погружено на глубину hм (рис.15):
Рис.15 Схема определения уровня масла в редукторе
hм max 0,5d1 = 0,5312 = 156мм;
hм min = 2,2m = 4,4мм.
При вращении червяка 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.
Объем масляной ванны
V = 0,65P = 0,657,5 = 4,8 л.
Контроль уровня масла производится через крышку-маслоуказатель, установленной на корпусе редуктора. Для слива масла предусмотрена сливная пробка. Заливка масла в редуктор производится отверстие, в которое закручивается пробка-отдушина.
9.2 Сборка редуктора
Перед сборкой внутренние части корпусных деталей очищают и покрывают маслостойкой краской. Подшипники перед сборкой нагреваются в масле. Для уплотнения корпусных деталей используем клей фирмы Локтайд. Сборку редуктора выполняем в следующем порядке:
1. Собираем водила первой и второй ступеней.
2. На тихоходный вал устанавливаем подшипники, кольцо распорное, манжету и крышку.
3. Тихоходный вал с подшипниками устанавливаем в передний корпус.
4. На тихоходный вал устанавливаем водило второй ступени в сборе.
5. На промежуточный вал устанавливаем подшипники, кольцо распорное, вал с подшипниками устанавливаем в средний корпус.
6. Средний корпус присоединяем к переднему корпусу.
7. На выходной конец промежуточного вала устанавливаем водило первой ступени в сборе.
8. На быстроходный вал устанавливаем подшипники, кольцо распорное, вал с подшипниками устанавливаем в задний корпус.
9. К среднему корпусу присоединяем колесо зубчатое внутреннего зацепления.
10. Присоединяем задний корпус.
11. Устанавливаем в корпус редуктора сливную пробку и крышку-маслоуказатель.
12. Заливаем в редуктор необходимое количество смазочной жидкости, контролируя её уровень по маслоуказателю.
13. Устанавливаем ручку-отдушину.
14. Присоединяем электродвигатель.
Мотор-редуктор готов к испытаниям и эксплуатации.
10. Разработка монтажной схемы
Прорисовываем детали, разведенными друг от друга, проставляя номера позиций согласно спецификации. Определяем порядок монтажа редуктора:
1. На вал поз.7 установить последовательно подшипники поз.30 через кольцо поз.13, шпонки поз.37,38.
2. Вал установить в корпус поз.5.
3. В крышку поз.12 установить манжету поз.28. Крышку с манжетой установить на корпус поз.5, закрепив ее винтами поз.23.
4. На вал поз.7 установить водило поз.2.
5. На корпус поз.5 установить корпус поз.6, закрепив его винтами поз.22 и гайками поз.24 с шайбами поз.34 по 6шт.
6. На вал поз.9 установить последовательно подшипники поз.29 через кольцо поз.14.
7. Вал установить в корпус поз.6.
8. Крышку поз.10 установить на корпус поз.6, закрепив ее болтами поз.19 с шайбами поз.33 по 6 шт.
9. В маслоуказатель поз.16 установить кольцо поз.26. Крышку с кольцом установить на корпус поз.5, закрепив ее винтами поз.21.
10. На вал поз.9 установить водило поз.1.
11. На корпус поз.6 установить колесо поз.3, закрепив его винтами поз.22 и гайками поз.24 с шайбами поз.34 по 6шт.
12. На вал поз.8 установить последовательно подшипники поз.31 через кольцо поз.15.
13. В корпус поз.4 установить манжету поз.27 и вал поз.8.
14. Крышку поз.11 установить на корпус поз.4, закрепив ее болтами поз.19 с шайбами поз.33 по 6 шт.
15. На колесо поз.3 установить корпус поз.4, закрепив его винтами поз.22 и гайками поз.24 с шайбами поз.34 по 6шт.
16. В корпус поз.6 установить ручку поз.17 и пробку поз.32.
17. К собранному редуктору прикрепить двигатель поз.40 (на монтажном чертеже условно не показан) болтами поз.20 и гайками поз.25 с шайбами поз.35.
Список использованной литературы
1. Дунаев П.Ф., Детали машин, Курсовое проектирование. М.: Высшая школа, 1990.
2. Скойбеда А.Т., Кузьмин А.В., Макейчик Н.Н., Детали машин и основы конструирования, Минск: «Вышейшая школа», 2000.
3. Куклин Н.Г., Куклина Г.С., Детали машин, учебник для техникумов. М.: Высшая школа, 1987.
4. Курмаз А.В., Скойбеда А.Т., Детали машин, проектирование, учебное пособие Минск: УП «Технопринт», 2001.
5. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие. - М.: Высш. шк., 1991
6. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. -8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н.Жестковой. - М.: Машиностроение, 1999
7. Планетарные передачи. Справочник. Под ред. В.Н.Кудрявцева и Ю.Н.Кирдяшева. Л.: Машиностроение, 1977
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение исходных данных для расчета привода. Расчет цилиндрических и цепных передач. Эскизная компоновка редуктора. Проектный расчет вала и шпоночного соединения. Выбор подшипников качения и расчет их долговечности. Конструирование корпуса редуктора.
курсовая работа [605,3 K], добавлен 17.09.2010Кинематический расчет привода. Расчет закрытой зубчатой косозубой передачи. Расчет тихоходного вала привода. Расчет быстроходного вала привода. Подбор подшипников быстроходного вала. Подбор подшипников тихоходного вала. Выбор сорта масла.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 16.05.2007Производители, описание конструкции, преимущества использования системы верхнего привода в буровых работах. Обоснование выбора кинематической схемы привода, проектирование валов редуктора. Укрупненный технологический процесс изготовления детали.
дипломная работа [2,0 M], добавлен 18.04.2011Назначение редуктора и особенности его устройства. Признаки классификации редукторов. Энергетический и кинематический расчёты привода. Расчёт зубчатой цилиндрической и открытой конической передач редуктора. Предварительный расчёт валов, выбор муфты.
курсовая работа [355,7 K], добавлен 18.12.2012Проектирование привода и редуктора. Передаточное отношение привода, выбор электродвигателя. Оптимальный вариант компоновки редуктора. Обработка результатов расчета на ПЭВМ. Геометрический расчет передач редуктора. Оценка условий и выбор способа смазки.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 18.10.2011Применение редукторов в приводах. Выбор типа конструкции редуктора. Проектирование редуктора с цилиндрическими прямозубыми колесами эвольвентного зацепления для следящего электромеханического привода. Цилиндрические опоры, валы и зубчатые передачи.
контрольная работа [35,8 K], добавлен 27.08.2012Знакомство с основными особенностями и этапами разработки конструкции и технологии изготовления регулируемого поршневого насоса для привода металлорежущих станков. Рассмотрение способов и методов регулирования скорости вращения вала гидромотора.
дипломная работа [3,7 M], добавлен 12.08.2017Энерго-кинематический расчет привода, выбор схемы привода, редуктора и электродвигателя. Расчет значения номинальной частоты вращения вала двигателя. Выбор параметров передач и элементов привода. Определение тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.
курсовая работа [4,3 M], добавлен 28.09.2012Кинематический и энергетический анализ привода. Определение требуемой мощности электродвигателя. Определение силовых и кинематических параметров привода. Расчет быстроходной ступени редуктора и быстроходного вала. Конструирование редуктора и колес.
курсовая работа [194,6 K], добавлен 23.06.2012Знакомство с конструктивными особенностями механического привода с коническим редуктором, анализ проблем проектирования. Способы определения геометрических параметров конической передачи редуктора. Этапы расчета валов на совместное действие изгиба.
дипломная работа [4,4 M], добавлен 17.04.2016Кинематический расчёт привода и выбор электродвигателя. Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Конструирование тихоходного вала редуктора. Выбор муфты и расчёт долговечности подшипников. Смазывание зубчатого зацепления, сборка редуктора.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 21.09.2013Разработка кинематической схемы привода. Ориентировочный расчет и конструирование главного приводного вала. Выбор мотор-редуктора привода подачи валков. Расчет винтовой пары на прочность. Уточнение передаточного числа с учетом упругого скольжения.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 09.11.2016Кинематический анализ схемы привода. Определение вращающих моментов на валах привода. Расчет цилиндрической ступени и цепной передачи. Расчет долговечности подшипников. Выбор смазочных материалов и системы смазки. Конструктивные размеры корпуса редуктора.
курсовая работа [689,3 K], добавлен 02.11.2012Составление кинематической схемы привода, коэффициент его полезного действия. Определение параметров степеней передач. Частота вращения входного вала плоскоременной передачи. Выбор твердости, термической обработки и материалов колеса и червяка.
курсовая работа [3,8 M], добавлен 15.05.2019Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода. Подбор подшипников качения быстроходного вала. Проверочный расчет шпонок. Конструирование корпуса и крышки редуктора. Выбор материала червячного колеса. Конструирование корпуса и крышки редуктора.
курсовая работа [120,4 K], добавлен 19.01.2010Методика расчета требуемой мощности и выбора электродвигателя. Коэффициент полезного действия. Передаточное число редуктора. Кинематический расчет привода. Выбор материала для зубчатых колес. Расчет быстроходного вала. Параметры шпоночного соединения.
курсовая работа [6,9 M], добавлен 02.05.2012Оптимизация выбора привода. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Расчёт закрытой цилиндрической зубчатой передачи. Допускаемые изгибные напряжения. Геометрические параметры зубчатых колес и расчет быстроходного вала редуктора.
курсовая работа [837,0 K], добавлен 19.02.2013Определение потребляемой мощности привода и электродвигателя. Проверка на прочность валов и зубчатых передач. Оценка долговечности подшипников по их динамической грузоподъемности. Подбор прокладок и манжетов для обеспечения герметичности редуктора.
курсовая работа [332,0 K], добавлен 08.07.2014Кинематический расчет привода, выбор электродвигателя и стандартного редуктора. Расчет закрытой зубчатой и цепной передач, валов редуктора и их конструктивная проработка. Выбор и проверка на прочность по сложному сопротивлению вала и подшипников; смазка.
курсовая работа [345,9 K], добавлен 13.12.2011Энерго-кинематический расчет привода, выбор схемы привода, редуктора и электродвигателя. Расчет значения номинальной частоты вращения вала двигателя. Выбор параметров передач и элементов привода. Определение тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.
методичка [3,4 M], добавлен 07.02.2012
