Проектирование передаточного механизма

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

САКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

Кафедра мехатроники

Расчётно-графическая работа

Проектирование передаточного механизма

Пояснительная записка

Студент: Кучма Кирилл Русланович

Преподаватель: Абрамчук Михаил Владимирович

Санкт-Петербург 2020 г



Содержание

Исходные данные

Глава 1. Проектировочные расчеты передаточного механизма

Глава 2. Разработка компоновки

2.1 Выбор посадок для сопрягаемых деталей, определение зазоров и натягов в сопряжениях

Глава 3. Проверочные расчеты

3.1 Расчет зубчатых колес на прочность

3.2 Расчет валов и осей на статическую прочность

3.2.1 Определение опорных реакций

3.3 Расчет валов и осей на усталостную прочность

3.4 Расчёт радиальных шарикоподшипников на динамическую грузоподъёмность

3.5 Определения момента трогания

3.6 Выбор показателей точности зубчатых передач

3.7 Расчет показателей точности зубчатых передач и передаточных механизмов

Глава 4. Чертёж

Литература



Исходные данные

Схема №17:

Вариант №7:

Механические характеристики некоторых металлов, используемых для изготовления зубчатых колес



Глава 1. Проектировочные расчеты передаточного механизма

Расчет зубчатых колес

Коэффициенты:

,

,

,

,

,

,

,

Расчет на контактную выносливость:

Предел контактной выносливости:

,

Допускаемое контактное напряжение:

,

Начальный диаметр шестерни:

= 11,48 мм,

Определим ориентировочное значение межосевого расстояния :



= 28,11 мм

,

,

,

Расчет на выносливость зубьев при изгибе:

Базовый предел выносливости зубьев при изгибе:

,

Допускаемое изгибное напряжение:

98,84 Мпа

Определим модуль передачи:

,

Ориентировочное значение модуля m, при заданном параметре :

,

Ориентировочное значение модуля при заданном межосевом расстоянии :



,

Выбираю наибольшее m=

Геометрический расчет зубчатых передач

Коэффициент смещения:

Параметр Зацепления	Обозначение	Формула или числовое значение параметра	Результаты расчета
			Пара
1	2	3	1	2
Число зубьев	z		15	57	32
Модуль расчётный	m		0,8	0,8	0.8
Угол наклона зубьев	в		0	0
Угол профиля	б			20
Коэффициент высоты головки		1	1	1
Коэффициент радиального зазора	c*		0,35	0,35
Коэффициент граничной высоты		2	2	2
Передаточное число			3,8	0,56
Диаметр делительной окружности			12	45,6	25,6
Угол профиля торцовый			0,35	0,35
Коэффициент смещения	x		0,12	-0,12	0
Угол зацепления			0,35
Межосевое расстояние делительное			28,8
Межосевое расстояние			28,8	28,8	35,6
Высота ножки зуба			0,99	1,17	35,6
Коэффициент воспринимаемого смещения			0	0	0
Коэффициент уравнительного смещения			0	0	0
Высота головки зуба			0,89	0,71	0,8
Диаметр окружности впадин			10,03	43,25	23,44
Диаметр окружности вершин			13,79	47,04	27,2
Минимальное число зубьев, свободное от подрезания			15,09	19,12	17,1
Коэффициент минимального смещения			0,12	-2,33	-0,87
Диаметр измерительных роликов			1,43	1,43	1,43
Угол развернутости эвольвенты в точке касания измерительных роликов					0,0254
Размер по роликам			14,13	47,54	27,67



Расчеты валов и осей

Расчеты валов на статическую прочность и жесткость:

Касательное напряжение:

,

Крутящий момент:

=750 Н

Полярный момент сопротивления круглого сечения вала:

Н

Величина угла закручивания вала круглого поперечного сечения на единицу его длины:

,

Модуль упругости второго рода:

Н,

Полярный момент инерции поперечного сечения сплошного вала:

Н,



Сила резания:

= 240,00 H

Стрела изгиба:

= 278,559,

Диаметр вала:

,

,

,

Принимаем минимальный диаметр вала

Длина вала:

,



Глава 2. Разработка компоновки

2.1 Выбор посадок для сопрягаемых деталей, определение зазоров и натягов в сопряжениях

а)

б)



в)



Глава 3. Проверочные расчеты

3.1 Расчет зубчатых колес на прочность

Контактная выносливость.

Окружная сила на делительном цилиндре:

32,89 Н

Коэффициенты:

Коэффициент ширины зубчатого венца:

.

.

Коэффициент: = 0,06

Величина: 4,7

Окружная скорость на делительном цилиндре:

М/C

Величина

Коэффициент

Коэффициенты:

190



2,5

0,95

1

Расчетное контактное напряжение:

405,12

Базовое число циклов перемены напряжений:

,

Предел контактной выносливости поверхностей зубьев:

,

Эквивалентное число циклов перемены напряжений:

,

Коэффициент долговечности для постоянной нагрузки:

,

Коэффициент, учитывающий шероховатость поверхностей зубьев:

0,95



Коэффициент безопасности:

,

Расчетное контактное напряжение:

,

>

Условие прочности выполнено: расчетное действующее контактное напряжение не превышает допускаемое.

2. Изгибная выносливость.

Коэффициенты:

1,15

1

Коэффициент нагрузки:

1,26

Коэффициенты:

,

,

Расчетное действующее изгибное напряжение:



,

Допускаемое напряжение на изгиб:

,

Коэффициент безопасности

,

Коэффициент долговечности

,

Коэффициент:

,

,

Допускаемое напряжение на изгиб:

,

>

Условие прочности выполнено: расчетное действующее напряжение на изгиб не превышает допускаемое.

зубчатый деталь вал грузоподъемность



3.2 Расчет валов и осей на статическую прочность

Расчетные усилия:

,

,



,

Н

3.2.1 Определение опорных реакций



Плоскость YOZ

По составляющим реакций опор А и В находим результирующие:

,

,

Эквивалентные напряжения в опасном сечении вала, вызванные совместным изгибом и кручением:

Мпа,

Где d - диаметр вала в опасном сечении, d= 6мм

Допускаемое напряжение:



МПа

МПа

,

<

Условие прочности вала выполняется.

3.3 Расчет валов и осей на усталостную прочность

Примем:

Тогда:

Запас прочности:

,

Масштабный коэффициент:

,

Коэффициенты концентрации напряжений:

,

Технологический коэффициент:

,



а) При отнулевом цикле напряжений:

,

,

б) При симметричном цикле:

,

,

3.4 Расчёт радиальных шарикоподшипников на динамическую грузоподъёмность

Расчётное значение динамической грузоподъёмности:

,

где P - эквивалентная нагрузка, H;

Lh=8000 требуемая долговечность, ч

n= частота вращения вала, об/мин

Эквивалентная нагрузка:

,

V=1 - коэффициент вращения;

Fr - радиальная нагрузка=77,8,

КБ=1 - коэффициент безопасности;

КТ=1 - температурный коэффициент.

Расчёт на динамическую грузоподъёмность обеспечивает требуемую долговечность работы подшипников без признаков указанного вида разрушения при выполнении условия:

<=С

С=1080 Н

Условие выполняется

3.5 Определения момента трогания

Момент трогания:

нмМ

Собственный момент трения двух шарикоподшипников,

0,75

Коэффициент полезного действия прямозубой цилиндрической передачи внешнего зацепления:

,

Поправочный коэффициент С определяется по эмпирической формуле:



,

Нормальное усилие в зацеплении зубчатых колёс:

35 Н

3.6 Выбор показателей точности зубчатых передач

Наименьшее отклонение размера по роликам:

80

,

Допуск на размер по роликам:

,

Размер по роликам с отклонениями:

=

3.7 Расчет показателей точности зубчатых передач и передаточных механизмов

Кинематическая погрешность передачи:

Максимальное значение кинематической погрешности передачи :



,

Где коэффициент фазовой компенсации, т.е коэффицент, учитывающий степень изменения кинематической погрешности от начального положения звеньев,

- допуски на кинематические погрешности соответственно ведущего и ведомого колес, мкм =55 мкм

, - суммарная приведенная погрешность монтажа,

Максимальная кинематическая погрешность в угловых еденицах, приведенная ко второму колесу:

угл.мин

Где d- диаметр делительной окружности ведомого колеса, мм.

мкм

Кинематический мертвый ход передачи:

угл.мин

=34,57 угл.минут

Монтажное радиальное биение зубчатых колес



мкм

Максимальное значение мертвого хода передачи в угловых единицах:

71 угл.минут

Минимальное значение мертвого хода передачи в угловых единицах:

= 8,1 угл.минут



Глава 4. Чертёж



Литература

1. Кудрявцев В.Н. Детали машин. - Л.: Машиностроение, 1980.

2. Латыев С.М. Конструирование точных (оптических) приборов. Учебное пособие для вузов. «Политехника». Санкт-Петербург, 2007.

3. Справочник конструктора точного приборостроения. Под общей редакцией К.Н. Явленского, Б.П. Тимофеева, Е.Е. Чаадаевой. - Л.: Машиностроение, 1989.

4. ГОСТ 2.105 - 95 Единая система конструкторской документации. Общие требования к текстовым документам.

5. ГОСТ 16531 - 83 Передачи зубчатые цилиндрические. Термины, определения и обозначения.

6. ГОСТ 16532 - 70 Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет геометрии.

7. ГОСТ 21354 - 87 Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность.

8. ГОСТ 9587 - 81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые мелкомодульные. Исходный контур.

9. ГОСТ 13755 - 81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные. Исходный контур.

10.ГОСТ 19274 - 73 Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внутреннего зацепления. Расчет геометрии.

11.ГОСТ 9563 - 80 Основные нормы взаимозаменяемости. Колеса зубчатые. Модули.

12.ГОСТ 6636 - 80 Основные нормы взаимозаменяемости. Нормальные линейные размеры.

13.ГОСТ 8338 - 75 Подшипники шариковые радиальные однорядные. Основные размеры.

14.ГОСТ 520 - 2002 Подшипники качения. Общие технические условия.

15.ГОСТ 21631 - 76 Листы из алюминия и алюминиевых сплавов. Технические условия.

16.ГОСТ 2590 - 88 Прокат стальной горячекатаный круглый. Сортамент.

17.ГОСТ 2685 - 75 Сплавы алюминиевые литейные.

18.ГОСТ 9178 - 81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические мелкомодульные. Допуски.

19.ГОСТ 1643 - 81 Основные нормы взаимозаменяемости. Передачи зубчатые цилиндрические. Допуски.

20.ГОСТ 21098 - 82 Цепи кинематические. Методы расчета точности.

21.ГОСТ 8820 - 69 Канавки для выхода шлифовального круга. Форма и размеры.

22.ГОСТ 24643-81 Допуски формы и расположения поверхностей. Числовые значения.

23.ГОСТ 2.109-73 Единая система конструкторской документации. Основные требования к чертежам.

24.ГОСТ 25346-82 Основные нормы взаимозаменяемости. Единая система допусков и посадок. Общие положения, ряды допусков и основных отклонений.

25.Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Т.2. Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. - М.: Машиностроение, 1985.

Размещено на Allbest.ru

...