Коробка подач двухпоточная

Размещено на http://www.allbest.ru/

Коробка подач двухпоточная

Введение

Оценить и гарантировать качество изделий можно только в том случае, если их качественные характеристики четко определены и должным образом узаконены. Документами, в которых установлены необходимые качественные характеристики и показатели различной продукции, являются стандарты. Поэтому изучение основ стандартизации введено во всех технических и экономических средних и высших специальных учебных заведениях. Научно-технический прогресс требует непрерывного выпуска однотипных изделий высокого качества, имеющих минимальную стоимость и одинаковые технические характеристики. Поэтому для нас большую роль также играет взаимозаменяемость различных деталей. Данная курсовая работа посвящена практическому применению данных понятий. Целью данного курсовой работы является обучение студентов применять знания о посадках, шероховатости, отклонениях от формы и взаимного расположения поверхностей деталей. Задача состоит в правильном применении метода аналогов для заданных сопряжений, определении шероховатости, отклонения формы и взаимного расположения поверхности деталей входящих в сопряжение, расчет и выбор переходных, комбинированных, шпоночных и с натягом посадок.

1. Описание конструкции и принцип действия двухпоточной коробки подач

Назначение механизма: передавать крутящий момент с ведущего вала на исполнительные валы, с его изменением.

Состоит механизм из корпуса, в котором в стакане 18 на подшипниках 16 установлен ведущий вал-полумуфта 11. Кроме этого, в корпусе механизма на подшипниках установлены: приёмный вал 25 с неподвижным блоком зубчатых колёс 26 и зубчатой полумуфтой 21 (которая имеет продольное перемещение по шлицам вала), вал переключателя 69, на котором на шлицах установлены зубчатые колёса 76 и 78, имеющие продольное перемещение, три промежуточных вала 37, 38 и 62, и два ведомых вала 46 и 57.

Крутящий момент от полумуфты передаётся на ведущий вал 11 через шпонку 12. Приёмный вал 25 может приводиться во вращение через шлицевое соединение с зубчатой полумуфтой 21 при условии, что она находится в зацеплении с ведущим валом-полумуфтой. Так же вал 25 может вращаться от вала переключения 69 через шлицевое соединение валов с блоком зубчатых колёс 26 и зубчатым колесом 76 соответственно, которые (колёса) находятся во внешнем зубчатом зацеплении с блоком шестерён 24, вращающемся на оси 71 в корпусе переключателя 77, который на подшипниках 75 установлен на колесе 76.

В свою очередь, вал 69 принимает крутящий момент через шлицевое соединение от колеса 78, находящемся во внешнем зубчатом зацеплении через свободно вращающееся на оси 8 колесо 6 с ведущим валом-полумуфтой 11.

И наоборот: вал 69 может вращаться от вала 25 тем же способом, но при условии, что полумуфта 21 находится в зацеплении с валом-полумуфтой 11 и выведенном из зацепления с колесом 6 колеса 78.

Вал 69 передаёт крутящий момент на колесо 32 через шпонку 31. Колесо 32 находясь в постоянном внешнем зацеплении со свободно вращающимся на валу 38 блоком шестерён 34. В свою очередь, блок 34 может находиться во внешнем зубчатом зацеплении с блоком шестерён 64, который через шлицевое соединение передаёт крутящий момент на вал 62. Так же блок 64 может приводить в движение вал 62, находясь в зацеплении с зубчатой полумуфтой 66. Полумуфта 66 принимает крутящий момент от вала 69 через шпонку 67.

На валу 62 с помощью посадки с натягом установлено зубчатое колесо 63, находящееся в постоянном внешнем зацеплении с колесом 40, так же установленном с натягом на валу 38. Благодаря этому зацеплению крутящий момент передаётся с вала 62 на вал 38. На валу 38 так же как и колесо 40, с натягом установлено колесо 41. Вал 37 принимает крутящий момент через шлицевое соединение от блока шестерён 39, который приводится во вращение от внешнего зацепления с колесом 40 либо колесом 41. Вал 37 передаёт крутящий момент через шлицевое соединение на колесо 45. Колесо 45 находясь в зацеплении с колесом 58, посаженном с натягом на ведомом валу второго потока 57 вращает его (вал), тем самым передавая крутящий момент через штифты 54 и втулочную муфту 55 на исполнительный вал второго потока 53. Находясь же в зацеплении с ведомым валом первого потока 46 крутящий, крутящий момент передаётся через штифты 54 и втулочную муфту 55 на исполнительный вал второго потока 52.

Механизм позволяет за счёт комбинаций переключения получать по 40 различных значений крутящего момента на каждом из исполнительных валов, причём направление вращения исполнительного вала первого потока совпадает с направлением вращения ведущего вала, а направление вращения исполнительного вала второго потока - нет.

2. Выбор посадок методом аналогов

2.1 Выбор посадки с натягом

d₁₅=25 мм [1] П. 1.1

Рисунок 2.1. Эскиз сопряжения

Ось колеса 8 установлена в корпусе 79. Соединение неподвижное неразъёмное. Неподвижность обеспечивается натягом. Детали должны хорошо центрироваться. Для аналогичных сопряжений применяются посадки [2] с. 369. Выбираем посадку которая является предпочтительной для данного вида посадок и обеспечивает необходимый натяг. Характеризуется умеренным натягом, обеспечивающим передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления. Принимаем сопряжение .

Параметры вала: ) [2] табл. 1.30

Верхнее предельное отклонение es=+0,041 мм

Нижнее предельное отклонение ei=+0,028 мм

Наибольший предельный размер d_max=d_n+es=25,041 мм

Наименьший предельный размер d_min=d_n+ei=25,028 мм

Средний предельный размер d_ср=(d_max + d_min)/2=(25,041+25,028)/2=25,0345 мм

Допуск размера Td=es - ei= 0,041 - 0,028=0,013 мм

Параметры отверстия: ) [2] табл. 1.27

Верхнее предельное отклонение ES=+0,021 мм

Нижнее предельное отклонение EI=0 мм

Наибольший предельный размер D_max=D_n + ES= 25 + 0,021= 25,021 мм

Наименьший предельный размер D_min=D_n + EI = 25 - 0,025=25,000 мм

Средний предельный размер D_ср=(D_max+ D_min)/2=(25,021 + 25,000)/2= 25,0105 мм

Допуск размера TD=ES - EI= 0,021 - 0= 0,021 мм

Параметры сопряжения:

Наибольший натяг N_max=d_max - D_min= 25,041 - 25,000= 0,041 мм

Наименьший натяг N_min= d_min - D_max= 25,028 - 25,021= 0,007 мм

Средний натяг N_ср=(N_max + N_min)/2=(0,041 + 0,007)/2=0,024 мм

Допуск натяга TN= N_max - N_min= 0,041 - 0,007= 0,034 мм

Рисунок 2.2. Схема полей допусков



Рисунок 2.3. Ось колеса 8. Рисунок 2.4. Корпус 79

Шероховатости взяты из [2], табл. 2,67, отклонения формы из [2], табл. 2,18, отклонения расположения из [2], табл. 2,40, такие параметры шероховатости выбраны, так как соединение неподвижное и более точная поверхность ни к чему.

2.2 Выбор посадки с зазором

d₂=80 мм [1] П. 1.1

Рисунок 2.5. Эскиз сопряжения

Прижимная шайба 4 установлена в крышке подшипника 1 Для аналогичных сопряжений применяются посадки ; [2] с. 333. Выберем посадку

Посадки низкой точности предназначены для подвижных соединений, не требующих точности перемещения, и для неподвижных грубоцентрированных соединений. Это посадки с минимальным гарантированным зазором, необходимым для компенсации отклонений расположения сопрягаемых поверхностей. Примеры: грубые направляющие прямолинейного движения, шарниры и ролики на осях, крышки подшипников и распорные втулки в корпусах; валы в подшипниках и др.

Принимаем сопряжение: 80

Параметры вала: 80 d11 () [2] табл. 1.28

Верхнее предельное отклонение es=-0,100

Нижнее предельное отклонение ei=-0,290

Наибольший предельный размер d_max=d_n+es=79,9 мм

Наименьший предельный размер d_min=d_n+ei=79,71 мм

Средний предельный размер d_ср=(d_max + d_min)/2=(79,9 +79,71)/2=79,805 мм

Допуск размера Td=es - ei= -0,100 - (-0,290)=0,190 мм

Параметры отверстия: 80 H11 () [2] табл. 1.36

Верхнее предельное отклонение ES=+0,190 мм

Нижнее предельное отклонение EI=0

Наибольший предельный размер D_max=D_n + ES= 80+0,190= 80,190 мм

Наименьший предельный размер D_min=D_n + EI = 80 + 0= 80,000 мм

Средний предельный размер D_ср=(D_max+ D_min)/2=(80,190 +80,000)/2= 80,095 мм

Допуск размера TD=ES - EI= 0,190 - 0= 0,190 мм

Параметры сопряжения:

Наибольший зазор S_max= D_max - d_min =80,190 -79,71 =0,48 мм

Наименьший зазор S_min= D_min - d_max =80,000-79,9=0,1 мм

Средний зазор S_ср= (S_max+ S_min)/2=(0,48+0,1)/2=0,29 мм

Допуск зазора TS= S_max - S_min=0,48-0,1=0,38 мм

Рисунок 2.6. Схема полей допусков

Рисунок 2.7. Крышка подшипника 1 Рисунок 2.8. Прижимная шайба 4

Шероховатости взяты из [2], табл. 2,67, отклонения формы из [2], табл. 2,18, отклонения расположения из [2], табл. 2,40, такие параметры шероховатости выбраны, так как соединение неподвижное и более точная поверхность ни к чему.

2.3 Выбор переходной посадки

d₁₇=30 мм [1] П. 1.1

Рисунок 2.9. Эскиз сопряжения

Сопряжение зубчатого колеса 6 с втулкой 9. Для аналогичных сопряжений применяются посадки ; [2] с. 348. Выберем посадку

Посадки H7/k6 предпочтительные по ГОСТ 25347-82: зубчатые колеса на валах редукторов станков и других машин, шкивы, маховики, рычаги и неразъемные эксцентрики на валах, втулки, закрепляемые в ступицах вращающихся на валах зубчатых колес и др.

Принимаем посадку: 30

Параметры вала: 30 k6 () [2] табл. 1.29

Верхнее предельное отклонение es=+0,015

Нижнее предельное отклонение ei=+0,002

Наибольший предельный размер d_max=d_n+es=30,015 мм

Наименьший предельный размер d_min=d_n+ei=35,002 мм

Средний предельный размер d_ср=(d_max + d_min)/2=(30,015+30,002)/2=30,0085 мм

Допуск размера Td=es - ei= 0,015-0,02=0,013 мм

Параметры отверстия: 30 H7 () [2] табл. 1.27

Верхнее предельное отклонение ES=+0,021 мм

Нижнее предельное отклонение EI=0

Наибольший предельный размер D_max=D_n + ES= 30+0,021= 30,021 мм

Наименьший предельный размер D_min=D_n + EI = 45 + 0= 30,000 мм

Средний предельный размер D_ср=(D_max+ D_min)/2=(30,021+30,000)/2= 30,0105 мм

Допуск размера TD=ES - EI= 0,021 - 0= 0,021 мм

Параметры сопряжения:

Наибольший натяг N_max=d_max - D_min=30,015 -30,000=0,015 мм

Наибольший зазор S_max= D_max - d_min =30,021-30,002=0,019 мм

Допуск переходной посадки ТП= TD+ Td=0,021+0,013=0,034 мм

Рисунок 2.10. Схема полей допусков



Рисунок 2.11. Зубчатое колесо Рисунок 2.12. Втулка

Шероховатости взяты из [2], табл. 2,67, отклонения формы из [2], табл. 2,18, отклонения расположения из [2], табл. 2,40.

3. Выбор и расчёт комбинированной посадки

Комбинированной посадкой называется такая, в которой поля допусков вала и отверстия заданы в различных системах. Это чаще всего вызвано тем, что на одной из сопрягаемых поверхностей требуется обеспечить различный характер соединения одновременно нескольких деталей. При применении системных посадок требовалось бы общую для всех сопряжений поверхность обрабатывать с различными допусками, что конструктивно невозможно или экономически нецелесообразно. В этом случае системные посадки, обеспечивающие требуемый характер соединения, заменяются комбинированными.

Рисунок 3.1. Схема сопряжения деталей

3.1 Выбор посадок для соединений, методом аналогов

Соединение 1: Ось (71) и втулка распорная (72) [1] П. 1.1. Применяем для этого соединения посадку с зазором ш17 , ссылаясь на [2] c. 332.

Соединение 2: Ось (71) и проушина корпуса переключателя (77) [1] П. 1.1. Применяем для этого соединения посадку с натягом ш17, ссылаясь на [1] с. 368.

Соединение 3: Ось (71) и внутреннее кольцо подшипника (23) [1], П. 1.1. Применяем для этого соединения посадку ш17 , ссылаясь на [3], c. 143.

В результате получаем три сопряжения на валу:

; ;

Отклонения взяты из [2], табл. 1,27; 1,29 и [3], табл. 4,92.

Рисунок 3.2. Схема полей допусков исходных посадок

В связи с тем, что вал не целесообразно обрабатывать с различными допусками, выбираем одно соединение - под кольцо подшипника, т. к. он стандартный. Назначаем постоянное поле допуска для вала - k6, с отклонениями es=0.012 мм и ei=0.001 мм, [1], табл. 1,29, а характер сопряжения для других необходимо сохранить по средним значениям натяга или зазора.

3.2 Определение средних зазоров и натягов

Определим средний зазор для первого соединения

Верхнее предельное отклонение ES=+0,043 мм

Нижнее предельное отклонение EI=0 мм

Верхнее предельное отклонение es=-0,016 мм

Нижнее предельное отклонение ei=-0,059 мм

Наибольший зазор S_max=ES-ei=0,043 - (-0,059)=0,102 мм;

Наименьший зазор S_min=EI-es=0 - (-0,016)=0,016 мм;

Средний зазор мм

Определяем среднее предельное отклонение для вала ш 17 k6 [2], ф-ла 1.20:

; (3.1)

мм.

Определяем среднее предельное отклонение для отверстия [2] ф-ла 1.30а:

Е_с=S_с+e_с; (3.2)

Е_с=0.059+0.00325=0.06225 мм

По найденному среднему предельному отклонению из таблицы стандартов [2] табл. 1.36 выбираем поле допуска отверстия с близким значением среднего предельного отклонения.

Принимаем поле допуска отверстия D8 со средним предельным отклонением E_c=0.0815 мм, и ES=0.077 мм, EI=0.050 мм.

Рассчитываем полученную комбинированную посадку:

Наибольший предельный размер D_max=17+0.077=17.077 мм;

Наименьший предельный размер D_min=17+0.050=30.050 мм;

Наибольший предельный размер d_max=17+0.012=17.012 мм;

Наименьший предельный размер d_min=17+0.001=17.001 мм;

Наибольший зазор S_max=ES-ei=0,077 - (-0,001)=0,078 мм;

Наименьший зазор S_min=EI-es=0.050 - (-0,012)=0,062 мм;

Средний зазормм.

Принимаем сопряжение

Определим средний натяг для второго соединения :

Верхнее предельное отклонение ES=0.018 мм

Нижнее предельное отклонение EI=0;

Верхнее предельное отклонение es=0.029 мм;

Нижнее предельное отклонение ei=0.018 мм;

Наименьший натяг N_min=ei-ES=0.018-0.018=0.000 мм

Наибольший натяг N_max=es-EI=0.029-0=0.029 мм;

Средний натяг мм;

Определяем среднее предельное отклонение для отверстия [2] ф-ла 1.31а:

Е_с=-N_с+e_с; (3.3)

e_с - возьмём из условия 6.1

Е_с=-0.0145+0.00325=-0,01125 мм;

По найденному среднему предельному отклонению из таблицы стандартов [2] табл. 1.36 выбираем поле допуска отверстия с близким значением среднего предельного отклонения.

Принимаем поле допуска отверстия N5 со средним предельным отклонением E_c=-0.013 мм, и ES=-0.009 мм, EI=-0.017 мм.

Рассчитываем полученную комбинированную посадку:

Наибольший предельный размер D_max=17+(-0.009)=16.991 мм;

Наименьший предельный размер D_min=17+(-0.017)=16.983 мм;

Наибольший предельный размер d_max=17+0.012=17.012 мм;

Наименьший предельный размер d_min=17+0.001=17.001 мм;

Наибольший натяг N_max =es-EI= 0.012 - (-0.017)= 0.029 мм;

Наименьший натяг N_min = 0.001 - (-0.009) = 0.01 мм;

Средний натяг мм.

Принимаем сопряжение

Рисунок 3.3. Схема полей допусков рассчитанных посадок

4. Расчет и выбор посадок колец подшипников качения

d₆=40 мм, R=2 kH, серия подшипника 200, номер 208 [1].

Рисунок 4.1. Эскиз сопряжения

Определяем по соответствующим стандартам основные размеры заданного подшипника:

d= 40 мм; D=80 мм; В=18 мм; r=2 мм; [4] с. 380

b= B-2r=18-2*2=14 мм

4.1 Выбор класса точности и определение видов нагружения колец

Класс точности выбираем 0 как самый распространенный в машиностроении.

Из анализа работы подшипникового узла [1] П. 1.1 устанавливаем виды нагружения колец подшипника. Радиальная нагрузка на опору(подшипник) действует постоянно в одном направлении, при этом внутреннее кольцо подшипника должно вращаться вместе в валом во избежание износа цапфы вала и развальцовки сопрягаемой поверхности кольца. Внешнее кольцо при этом находится в корпусе неподвижно. Из выше сказанного следует, что дорожка внутреннего кольца поочерёдно нагружается действующей на опору силой, в результате его вращения относительно постоянной по направлению нагрузки, следовательно, вид нагружения внутреннего кольца циркуляционный.

Дорожка наружного кольца нагружена постоянно в одной и той же зоне, поэтому вид нагружения кольца местный.

4.2 Расчет и выбор посадки для внутреннего кольца подшипника

Рассчитываем посадку циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца подшипника на вал по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности по формуле [3] ф-ла 4.25

P_R= K_n· F· F_A (4.1)

где K₁-динамический коэффициент посадки. Так как указан нормальный режим работы, то K₁=1; K₂ - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе. Так как промежуточный вал сплошной, а корпус - толстостенный, то K₂=1; K₃ - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами в двухрядных конических роликовых подшипниках или между сдваиваемыми шариковыми подшипниками при наличии осевой нагрузки на опору, так как подшипник однорядный радиальный, а осевая нагрузка мала K₃=1.

P_R= 1·1· 1=142.86

По [3] табл. 4.90.1 выбираем поле допуска для размера сопрягаемой поверхности с циркуляционно нагруженным кольцом: js6 ()

Для кольца подшипника класса точности 0 по [2] табл. 1.27 выбираем предельное отклонение для .

Выбранную посадку с натягом во избежание разрыва кольца проверим на максимальный натяг по ф-ле [1] c. 10. При этом в результате проверки должно выполняться условие N_max?[N].

[N]= (4.2),

где k - коэффициент, зависящий от серии подшипника (2.8 - для легкой [1] с. 11); d - номинальный диаметр кольца, мм, 40 мм, [1] П. 1.1; [= 400 Мпа принимаем по рекомендациям [3].

[N]= =0,1418 мм

N_max=0,02 мм ? [N]= 0,1418 мм

По приложению [5] находим допускаемые радиальные зазоры в подшипнике и :

_,

Определяем величину посадочного радиального зазора по формуле [1] c. 11:

?_пос.= - ?_{деф. к} (4.3),

где ?_{деф. к}=0,85 N_max· - радиальная деформация кольца при максимальном натяге посадки N_max;

d₀=d+ ,

где d и D присоединительные размеры подшипника. Для обеспечения работоспособности подшипника должно выполняться условие ?_пос>_..

?_{деф. к}=0,85·0,02·= 0,0136 мм

d₀= 40 + = 50 мм

?_пос= =-0,0136=+0,0054 мм

0,0054 мм › 0 - условие выполняется

4.3 Выбор посадки для внешнего кольца подшипника

Для того чтобы в процессе работы механизма в результате действия вибраций и толчков кольцо имело возможность поворачиваться на определенный угол, меняя при этом место нагружения дорожки качения, по [3] табл. 4.93, 4.89 и [2] табл. 1.27, 1.29 выбираем посадку с зазором для сопряжения стакана с внешним кольцом подшипника и определяем предельные отклонения для сопряжения: .

4.4 Расчет размерных параметров деталей, сопрягаемых с подшипником и характеристик выбранных посадок

Параметры отверстия

Верхнее предельное отклонение ES=0 мм.

Нижнее предельное отклонение EI=?0.012 мм.

Параметры вала .

Верхнее предельное отклонение es=+0.008 мм.

Нижнее предельное отклонение ei=-0.008 мм.

Параметры сопряжения

Наименьший натяг N_min= ei ? ES =-0,008 мм.

Наибольший натяг N_max= es ?EI =0.020 мм.

Средний натяг N_m==0.006 мм.

Параметры отверстия

Верхнее предельное отклонение ES=0.030 мм.

Нижнее предельное отклонение EI=0 мм.

Параметры вала .

Верхнее предельное отклонение es=0 мм.

Нижнее предельное отклонение ei=?0.013 мм.

Параметры сопряжения

Наименьший зазор S_min=EI?es=0?0=0 мм.

Наибольший зазор S_max=ES?ei=0.030+0.013=0.043 мм.

Средний зазор S_m= мм.

Рисунок 4.2. Схема расположения полей допусков



Рисунок 4.3. Вал Рисунок 4.4. Корпус

Допуск цилиндричности для сопрягаемых поверхностей назначается в зависимости от допуска на размер по ГОСТ 3325-85. Шероховатость для сопрягаемых поверхностей ограничивается максимальным значением по ГОСТ 3325-85. Соосность посадочных поверхностей валов и отверстий корпусов под подшипники качения выбирается в зависимости от параметра B и вида подшипника по ГОСТ 3325-85.

коробка двухпоточный посадка натяг

Размещено на Allbest.ru

...