Проектирование механических передач

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Спроектировать привод универсальной испытательной машины

Мощность двигателя - Рд= 7,5 кВт;

Синхронная частота вращения - пс=750 об/мин;

Расположение червяка - верхнее;

Опоры - подшипники качения.

2. Общий расчет привода

2.1. Выбор двигателя

Двигатель 4А160S8УЗ,

2.2 Определение передаточного отношения

где s - скольжение,

- синхронная частота вращения.

принимаем и =40, [МП., с.19];

принимаем [МП., с.19];

[МП., с.19];

, , [МП., с.32, табл.12].

2.3 Определение расчетных параметров

· Частота вращения валов (об/мин)

· Угловые скорости валов (рад/с):

;

· Мощность на валах (кВт):

· Крутящие моменты на валах (Н•мм)

3. Расчет зацеплений

3.1. Выбор материалов

,

где ;

Материал: Бр05Ц5С5; , , отливка в кокиль; [МП.,с.30, табл.10].

3.2. Определение допускаемых напряжений

Коэффициент износа: [МП.,с.30,].

Допускаемые контактные напряжения:

Допускаемые изгибающие напряжения:

;

3.3 Определение расчетных нагрузок

Расчетный крутящий момент:

где при [МП.,с.31].

3.4 Расчет на контактную прочность

Предварительное значение межосевого расстояния:

Полученное значение принимаем по стандарту [МП.,с.27]: .

Определяем модуль

уточняем полученное значение по стандарту: [МП.,с.27].

3.5 Проверочный расчет на изгиб

где - коэффициент формы зуба, определяемый в зависимости от эквивалентного числа зубьев колеса.

где - угол подъема витков, ;

, [МП., с.32].

Делительный диаметр червяка: .

Коэффициенты долговечности: , .

Окружное усилие на червячном колесе:

где - делительный диаметр червячного колеса:

Максимальное напряжение изгиба в зубьях червячного колеса: .

4. Геометрический расчет червячной передачи

4.1. Основные размеры червяка

· Делительный диаметр: ;

· Диаметр выступов: ;

· Диаметр впадин: ;

· Угол подъема витков червяка: ;

· Длина нарезанной части червяка:

;

4.2. Основные размеры червячного колеса

· Делительный диаметр: ;

· Диаметр выступов: ;

· Диаметр впадин: ;

· Наибольший диаметр колеса:

· Ширина венца колеса:

· Ширина ступицы: .

5. Определение КПД червячного редуктора

,

где - относительные потери в зацеплении и подшипниках.

;

где - приведенный угол трения, зависящий от скорости скольжения.

, [МП., с.34].

; [МП., с.34, табл. 13].

подшипник вал червячный колесо

6. Расчет валов червячного редуктора

6.1 Определение усилий в червячной передаче

Окружное усилие на червяке равно осевому усилию на червячном колесе:

Окружное усилие на червячном колесе равно осевому усилию на червяке:

Радиальные усилия на червяке и червячном колесе равны:

.

6.2 Расчет вала-червяка

Определяем расстояние между опорами (серединами подшипников):

· Определяем реакции опор

, ;



· Определяем изгибающие моменты

· Определяем напряжения

Изгиба: ;

Растяжения и сжатия: ;

Кручения:

· Определяем приведенное напряжение

где - коэффициент приведения, по третьей теории прочности .

.

6.2.1 Схема расчета вала-червяка

Рисунок 1. Схема расчета вала- червяка:

а).Вал-червяк; б). Схема нагружения;

Эпюры изгибающих моментов: от (в); от (г); от (д) и крутящего момента (е).

6.3 Расчет вала червячного колеса

Определяем расстояние между опорами (серединами подшипников):

· Определяем реакции опор

, ;

· Определяем изгибающие моменты

· Определяем напряжения

Изгиба: ;

Растяжения и сжатия: ;

Кручения:

· Определяем приведенное напряжение

где - коэффициент приведения, по третьей теории прочности .

.

6.3.1 Схема вала червячного колеса

Рисунок 1. Схема расчета вала- червяка:

а).Вал червячного колеса; б). Схема нагружения;

Эпюры изгибающих моментов: от (в); от (г); от (д) и крутящего момента (е).

7. Расчет опор валов

7.1. Расчет опор вала-червяка

Для выбора подшипников качения необходимы следующие исходные данные:

, ,

Подбираем типоразмер подшипника:

Если , то коэффициенты нагрузки и [Черн., с. 539];

где - расчетный параметр [Черн., с. 539];

- скоростной коэффициент;

- максимальная радиальная нагрузка на опору.

Определяем эквивалентную нагрузку:

,

- суммарная осевая нагрузка (с учетом и ),

где и - осевые составляющие, которые возникают при действии на подшипники радиальных нагрузок:

- температурный коэффициент, - коэффициент безопасности [МП., с.44].

Номинальная долговечность подшипника:

,

где - показатель степени; для роликоподшипников ;

;

рекомендуемые значения расчетной долговечности для червячных редукторов - час. [МП., с.45].

- динамическая грузоподъемность [Черн., с.539].

.

Тип подшипника: 7612 (роликоподшипники конические однорядные, средняя широкая серия), d=60мм, D=130мм, Т=49мм, В=47,5мм, r=3.5мм, r1=1,2мм, ?=14? [Черн., с.539] .

7.2.Расчет опор червячного колеса

Для выбора подшипников качения необходимы следующие исходные данные:

, ,

Подбираем типоразмер подшипника:

Если , то коэффициенты нагрузки и [Черн., с. 539];

где - расчетный параметр [Черн., с. 539];

- скоростной коэффициент;

- максимальная радиальная нагрузка на опору.

Определяем эквивалентную нагрузку

,

- суммарная осевая нагрузка (с учетом и ),

где и - осевые составляющие, которые возникают при действии на подшипники радиальных нагрузок:

;

- температурный коэффициент, - коэффициент безопасности [МП., с.44].

Номинальная долговечность подшипника:

,

где - показатель степени; для роликоподшипников ;

;

рекомендуемые значения расчетной долговечности для червячных редукторов - час. [МП., с.45].

- динамическая грузоподъемность [Черн., с.539].

.

Тип подшипника: 7614 (роликоподшипники конические однорядные, средняя серия), d=70мм, D=150мм, Т=54,5мм, В=51мм, r=3.5мм, r1=1,2мм, ?=14? [Черн., с.539] .

8. Расчет шпоночных соединений

· Диаметр вала червячного колеса ,

тип шпонки: призматическая; сечение шпонки: [МП, с.49, табл.17].

Проверочный расчет на смятие:

, ,

где =1080•103Н - крутящий момент,

lp=80мм - рабочая длина шпонки без учета скруглений,

h=14мм - высота шпонки,

t=9мм - глубина паза,

в=22мм - ширина шпонки,

- допускаемое напряжение среза,

- допускаемое напряжение смятия.

Проверочный расчет на срез:

, .

· Диаметр вала червяка ,

тип шпонки: призматическая; сечение шпонки:

[МП, с.49, табл.17].

Проверочный расчет на смятие:

, ,

где =95•103Н - крутящий момент,

lp=70мм - рабочая длина шпонки без учета скруглений,

h=8мм - высота шпонки,

t=5 мм - глубина паза,

в=12мм - ширина шпонки,

- допускаемое напряжение среза,

- допускаемое напряжение смятия.

Проверочный расчет на срез:

, .

9. Конструирование корпуса редуктора

Толщина стенки нижней части корпуса:

, ;

Толщина стенки крышки корпуса:

;

Крышку крепят к корпусу стяжными болтами:

, ;

Диаметр винтов для крепления торцевых крышек:

;

Диаметр фундаментальных болтов:

;

Число фундаментальных болтов: при а=200мм;

Толщина лапы фундаментального болта:

;

Толщина фланца по разъему:

;

Радиус сопряжения элементов корпуса:

.

10. Смазывание зацеплений и подшипников

Применяют картерное смазывание за счет погружения и разбрызгивания масла.

Так как окружная скорость равна 3 м/с, то на погруженном колесе образуется масляный туман и подшипники могут смазываться за счет него.

Масло заливают через отверстие, закрываемое пробкой.

Список технической литературы

1. «Проектирование механических передач» под ред. С. А. Чернавского; М.: Машиностроение, 1984г., 560с.

2. «Детали машин. Атлас конструкций» под ред. Д. Н. Решетова; М.: Машиностроение, 1988г., 365с.

3. Методическое пособие «Детали машин»,Самойлов В. М., 2004г., 60с.

Размещено на Allbest.ru

...