ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 268
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
17
БНТУ.303163.002 ПЗ
5.Подбор и проверочный расчет муфты стр) Для соединения выходного вала редуктора и вала рабочего органа, следует выбрать жестко-компенсирующую муфту. Выберем цепную муфту с однорядной цепью. В цепных муфтах полумуфтами служат звездочки 1 ив качестве соединительного элемента применяют цепи роликовые 3 одно- и двухрядные, а также зубчатые. Достоинство цепных муфт при монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения соединяемых узлов. Для удержания смазочного материала муфту закрывают кожухом 4,5, разъемным в осевой плоскости. Чтобы предотвратить утечку масла, в кожух встраивают уплотнения 7. Кожу обычно выполняют литым из легких сплавов. При его сборке между плоскостями разъема ставят уплотняющую прокладку 8. Вследствие отклонения от соосности валов звездочки имеют радиальные и угловые смещения, поэтому кожух надевают на ступицы звездочек с некоторым зазором. Для того чтобы кожух вращался вместе со звездочками, его фиксируют установочным винтом или штифтом 6, которым одновременно удерживает его от смещения в осевом направлении. Рис. 5.1- Муфта цепная однорядная Выбор будет производиться по [3]. Выбирать муфту следует по расчетному крутящему моменту. Кутящий момент на выходном валу редуктора
Т
н
=532,73 Нм. Расчетный крутящий момент
Т
расч.муфты
= Т
н
∙ КН м, (5.1) где К - коэффициент режима работы. При спокойной работе и небольших разгоняемых припуске массах (приводы конвейеров, испытательных установок) К 1,1 ... 1,4. Проверяем муфту по допустимому моменту [T]:
Т
расч
≤ [????];
692,5 ≤ 1000 - условие выполняется.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
18
БНТУ.303163.002 ПЗ
По табл. 11.4 [3], выбираем муфту 1000-60-1.1 ГОСТ 20742-81. Типовые размеры выбранной муфты
D=210 мм, L=224 мм, l=82 мм, h=3,5 мм. Радиальное смещение валов – не более 0,4 мм. Цепь ПР, 1-12700; шаг цепи 38 мм, число зубьев звездочки – 12.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
19
БНТУ.303163.002 ПЗ
6. Предварительный подбор подшипников стр) Рис. 6.1 – Подшипники роликовые конические Взяв за основу данные из пункта
[4], предварительно подбираем подшипники. На ведущем валу выбираем подшипники роликовые конические однорядные с большим углом конусности
∝≈ 29°. Подбираем подшипники А ГОСТ 27365-87: На ведомом валу выбираем подшипники роликовые конические однорядные легкой серии 7211 ГОСТ 333-79 (стр. Таблица 6.1 – Данные для подшипников Условное обозначение d, мм
D, мм Т, мм С, к
∙Н С, к
∙Н e y А
40 90 25,5 54 69,3 0,83 0,72 7211 55 100 22,75 46 65 0,41 1,46
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
20
БНТУ.303163.002 ПЗ
7.Компоновочная схема и выбор способа смазывания передачи подшипников, определение размеров корпусных деталей
7.1 Выбор сорта масла Смазывание зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. По таблице 10.9 [3] устанавливаем вязкость масла. Приконтактных напряжениях ≈ 200 МПа и скорости скольжения
????
????
= 3,98 мс рекомендуемая вязкость масла должна быть приблизительна равна мс. По таблице 10.10 [3] принимаем масло индустриальное И-20А. Определение количества масла. Для одноступенчатых редукторов, при окунании в масляную ванну, кол- во масла определяют из расчета 0,4-0,8 л на 1 кВт передаваемой мощности. Таким образом передаваемая мощность 2,102 кВт. Тогда объем масла
1,93–3,87 л. Принимаем предварительно 2 л. Тогда глубина масляной ванны исходя из того, что ее длина = 260 мм, а ширина – 120 мм, должен быть примерно равен 2000000/(260*120)=64 мм. Принимаем глубину масляной ванны 70 мм. Подшипники смазываются за счет разбрызгивания масла червяком. Контроль уровня масла производится с помощью фонарного маслоуказателя прикрепленного к стенке корпуса редуктора. Слив масла осуществляется через сливное отверстие.
7.2 Расчет размеров корпуса Расчет будет производится пос) Толщина стенок корпуса и крышки
δ = а w
+2=0,04
∙125+2=7,6 мм,
(7.1) Принимаем конструктивно δ = 8 мм.
δ
1
= а w
+2=0,032
∙125+2=6,48 мм,
(7.2) Принимаем конструктивно δ
1
= 8 мм. Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки b=b
1
=1,5
∙
δ=1,5
∙ 8 = 12 мм, Толщина нижнего пояса корпуса при наличии бобышек: р 8 = мм, р мм, (7.4) Принимаем р мм. Диаметры болтов
- фундаментальных а мм,
(7.5) Принимаем болты с резьбой М.
- крепящих крышку к корпусу у подшипников d
2
=(0,7..0,75)
∙
d
1
=(0,7..0,75)
∙
16=11,2..12 мм,
(7.6)
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
21
БНТУ.303163.002 ПЗ
Принимаем болты с резьбой М.
- соединяющих крышку с корпусом d
3
=(0,5..0,6)
∙
d
1
=(0,5..0,6)
∙
16=8..9,6 мм,
(7.7) Принимаем болты с резьбой М.
7.3 Компоновочная схема с [3]) Первый этап компоновки редуктора. Компоновочный чертеж выполняем в двух проекциях – разрез по оси колеса и разрез по оси чертежа желательный масштаб 1:1, чертить тонкими линиями. Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим осевую линию вторую осевую, параллельную первой, проводим на расстоянии a w
=140 мм. Затем проводим две вертикальные осевые линии, одну для главного вида, вторую для вида сбоку. Вычерчиваем на двух проекциях червяки червячное колесо. Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса, принимая зазор между стенкой и червячным колесом и между стенкой и ступицей червячного колеса 15 мм. Вычерчиваем подшипники червяка и червячного колеса по размерам согласно пункту 6, располагая их симметрично относительно среднего сечения. Второй этап компоновки. Используем чертежи первого этапа компоновки. Второй этап имеет целью конструктивно оформить основным детали – червячный вал, вал червячного колеса, червячное колесо, корпус, подшипниковые узлы и др. Смазывание зацепления подшипников – разбрызгиванием жидкого масла. Уплотнение валов обеспечивается резиновыми манжетами. В крышке люка размещаем отдушину. В нижней части корпуса вычерчиваем пробку для слива масла и устанавливаем маслоуказатель. Конструируем стенку корпуса и крышки. Из размеры были определены в пункте 7.2. Вычерчиваем фланцы и нижний пояс. Конструируем крюки для подъема. Устанавливаем крышки подшипников глухие и сквозные для манжетных уплотнений. Под крышки устанавливаем металлические прокладки для регулировки. Конструкцию червячного колеса выполняем, насаживая бронзовый венец на чугунный центр с натягом. Посадка H7/p6 по ГОСТ 25347-82. Вычерчиваем призматические шпонки, а также ребра жесткости. Затем последующая сборка редуктора.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
22
БНТУ.303163.002 ПЗ
8. Расчет валов по эквивалентному моменту (стр.158[3])
Редукторные валы испытывают два вида деформации - изгиб и кручение. Деформация кручения на валах возникает под действием вращающих моментов, приложенных со стороны двигателя и рабочей машины. Деформация изгиба валов вызывается силами в зубчатом зацеплении закрытых передачи консольными силами со стороны открытых передачи муфты.
Рассчитанные силы в зацеплении червячной передачи (пункт 3.1) :
F
t1
= F
a2
= 1020,4 H;
F
t2
= F
a1
= 5509,1 H;
F
r1
= F
r2
= 2030,4 H;
F
рем.
=964,7 Н. Рис. 8.1 – Схема нагрузки на валы
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
23
БНТУ.303163.002 ПЗ
Рисунок 8.2 – Эпюра изгибающих и крутящих моментов на быстроходном валу
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
24
БНТУ.303163.002 ПЗ
Рисунок 8.3 – Эпюра изгибающих и крутящих моментов на тихоходном валу
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
25
БНТУ.303163.002 ПЗ
Расчеты:
– Быстроходный вал Горизонтальная плоскость А В 2
= 510,05 H. Изгибающий момент
M
C
= R
A
∙ ???? = 510,05 ∙ 0,099 = 50,49 Н. Вертикальная плоскость Ми F
a1
∙
d
1 2
= 5510 ∙
0,08 2
= 220,4 Н.
∑Ma=0,
F
рем
∙ a + F
r
∙ b + Ми+ R
b
∙ (b + c) = 0,
R
b
=
−F
рем
∙a−F
r
∙b−М
и
(b+c)
=
−964,7∙0,084−2030,4∙0,099−220,4 0,198
= −2563,49 H – меняем направление
R
b
∑Mb=0,
F
рем
∙ (a + b + c) − F
r
∙ c + Ми R
a
∙ (b + c) = 0,
R
a
=
F
рем
∙(a+b+c)−F
r
∙c+М
и b+c
=
964,7∙(0,196+0,084)−2030,4∙0,097 0,198
= 1497,8 Н. Проверка
∑y=0;
−F
рем
+R
a
+ F
r
− R
b
= 0;
−964,7 + 1497,8 + 2030,4 − 2563,49 = 0;
0=0. Суммарный изгибающий момент МА −F
рем
∙
a = −964,7 ∙ 0,084 = - 81,04 Нм
М
С
пр.
=
− R
b
∙ b = - 2563,49 ∙ 0,099 = -253,79 Нм
М
С
лев.
=
М
С
пр.
+
М
и
= -253,79+220,4= -33,38 Нм. А МА 40,88 Нм С СМ Слев.2 √50,49 2
+ 33,38 2
= 60,53 Нм С = СМ Спр √50,49 2
+ 253,79 2
= 258,76 Нм Эквивалентный момент
M
экв.с сл
= с+ T
2
= √60,55 2
+ 43,82 2
= 77,72 Нм
M
экв.с пр А+ T
2
= √288,78 2
+ 43,82 2
= 262,44 H∙ м. Проверяем диметр валов по эквивалентному моменту по формуле
???? ≤ экв, (8.1) Проверка р п 3
3,14∙50 3
= 26,57 ≤ 40 мм
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
26
БНТУ.303163.002 ПЗ
Сверяя полученные данные с предварительно выбранным диаметром, получаем удовлетворительный результат проверки р
п1
= 26,57 мм < d п мм.
– Тихоходный вал Вертикальная плоскость А, мм меняем направление. в,
F
r
∙ с − а (а + b) + F
t
∙ b = 0, аса Н.
Проверка:
∑y=0,
а F
t
−R
b
+ м 0;
2134,52 − 1020,4 − 3089 + 2000 = 0;
0=0.
М
с
=
R
а
∙ а =1804∙ 0,065=117,26 Нм Горизонтальная плоскость Ми F
a2
∙
d
2 2
= 1020,4 ∙
0,201 2
= 102,55 Нм а + R
b
∙ (а + b) + Ми 0;
R
b
=
−М
и
+F
r
∙а a+b
=
−102,55+2030,4∙0,065 0,13
= 226,35 H – меняем направление.
∑Mb=0;
F
r
∙ b − а (а + b) + Ми 0;
R
а
=
????
????
∙????+М
и
????+????
=
2030,4∙0,065+102,55 0,13
= 1804 Н. Проверка
∑y=0, а F
r
−R
b
= 0;
2134,52-1020,4-3089=0; Суммарный изгибающий момент
М
C
=
R
а
∙ a= 1804 ∙ 0,065 = 117,26 Нм МС ММ и b = 117,26
−102,55 *0,065= 0,956 Нм В 342,8 Н ∙ мм С СМ Слев.2 √216,42 2
+ 117,26 2
= 246,14 Нм С = СМ Спр √216,42 2
+ 0,956 2
= 216,42 Нм Эквивалентный момент
M
экв.с сл
= с+ T
2
= √246,14 2
+ 555,32 2
= 607,43 Нм
M
экв.с пр В+ T
2
= √328,94 2
+ 532,73 2
= 626,1 H∙ м.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
27
БНТУ.303163.002 ПЗ
Проверяем диметр валов по эквивалентному моменту по формуле
???? ≤ экв, Проверка р п 3
3,14∙50 3
= 50,38 ≤ 55 мм.
Сверяя полученные данные с предварительно выбранным диаметром, получаем удовлетворительный результат проверки р
п2
= 50,38 мм < d п мм.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
28
БНТУ.303163.002 ПЗ
9. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности стр) Рис. 9.1 - Схема нагружения подшипников на ведущем валу Формула проверки подшипника на долговечность
????
ℎ
= (
С
????
????
экв
)
????
∙
10 6
60∙????
, где n
2
=561,466 об/мин - частота вращения вала
????=3,33. Проверяем подшипник А ГОСТ 27365-87 Определяем радиальные нагрузки :
R
r1
= г 2
+ в 2
= √510,05 2
+ 1497,8 2
= 1582,26 Н,
(9.1)
R
r2
= √R
В
г 2
+ R
В
в 2
= √510,05 2
+ 2563,49 2
= 2613,74 Н,
(9.2) Определяем осевые составляющие нагрузки подшипников
R
s1
= 0,83 ∙ e ∙ R
r1
= 0,83 ∙ 0,80 ∙ 1582,26 = 1090,02 H
,
(9.3)
R
s2
= 0,83 ∙ e ∙ R
r2
= 0,83 ∙ 0,80 ∙ 2613,74 = 1800,61 H
,
(9.4) Так как
R
s2
≥ R
s1
→ R
a1
> R
s2
− R
s1
, тогда по таблице 6.2 [2] R
a1
=
R
s1
;
R
a2
= R
s1
+ F
a
;
F
a
=5509 Н, тогда
R
a1
=
1090,02 Н, R
a2
=5509+1090,02=6599,02 Н. Определяем коэффициенты X , Y:
1-ая опора : определяем соотношение а 1582,26
= 0,69 < e(0,80). Из соотношения следует : X=1 , Y=0;
2-ая опора : определяем соотношение а 2613,74
= 2,52 > e(0,80). Из соотношения следует : Х , Y= 0,75;
4. Определяем эквивалентную нагрузку : Экв (X ∙ v ∙ R
r1
+ Y ∙ R
a1
) ∙ K
t
∙ б,
(9.5) Ссылка на коэффициенты
K
t и б (табл. 6.4 ,6.5 [2] );
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
29
БНТУ.303163.002 ПЗ
R
Экв1
= (1 ∙ 1 ∙ 1582,26 + 0 ∙ 1090,02) ∙ 1,3 ∙ 1 = 2056,93 H; Экв (0,4 ∙ 1 ∙ 2613,74 + 0,75 ∙ 6599,02) ∙ 1,3 ∙ 1 = 7794,23 H. Рассчитываем подшипник на долговечность
????
ℎ
= (
С
????
экв2
)
????
∙
10 6
60∙????
= (
69300 7794,23
)
3,33
∙
10 6
60∙9522
= 25484,435 часов. Количество часов превышает 10000 исходя из расчетов данный подшипник выбран верно, при достижение 10000 часов подшипник устанавливается на другой редуктор. Рис. 9.2 - Схема нагружения подшипников на ведомом валу Проверяем подшипник 7211 ГОСТ 333-79. Определяем радиальные нагрузки
R
r1
= г 2
+ в 2
= √2134,52 2
+ 1804 2
= 2794,74 Н
R
r2
= √R
В
г 2
+ R
В
в 2
= √3089 2
+ 226,35 2
= 3097,28 Н. Определяем осевые составляющие нагрузки подшипников
R
s1
= 0.83 ∙ e ∙ R
r1
= 0,83 ∙ 0,4 ∙ 2794,74 = 927,85 H;
R
s2
= 0.83 ∙ e ∙ R
r2
= 0,83 ∙ 0,4 ∙ 3097,28 = 1028,3 H.
Т.к.
R
s1
≥ R
s2
→ R
a2
= R
s2
= 1028,3 H; R
a1
= R
a2
+ F
a2
= 1020,4 +
1028,3 = 2048,7 H. Определяем коэффициенты X , Y:
1-ая опора определяем соотношение а 2794,74
= 0,73 > e(0,4); Из соотношения следует : X=0,4 , Y=1,49;
2-ая опора : определяем соотношение а 3097,28
= 0,32 < e(0,4); Из соотношения следует : Х , Y= 0.
4. Определяем эквивалентную нагрузку Экв (X ∙ v ∙ R
r
+ Y ∙ R
a
) ∙ K
t
∙ б Экв (0,4 ∙ 1 ∙ 2794,74 + 1,49 ∙ 2048,7) ∙ 1,3 ∙ 1 = 5421,6 H; Экв (1 ∙ 1 ∙ 3466,65 + 0 ∙ 1179,7) ∙ 1,3 ∙ 1 = 4506,64 H. Рассчитываем подшипник на долговечность
????
ℎ
= (
С
????
экв1
)
????
∙
10 6
60∙????
= (
65,0∙10 3
7858,5
)
3,33
∙
10 6
60∙28,073
= 674652 часа.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
30
БНТУ.303163.002 ПЗ
Количество часов превышает 10000, исходя из расчетов данный подшипник выбран верно, при достижение 10000 часов подшипник устанавливается на другой редуктор.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
31
БНТУ.303163.002 ПЗ
10.Подбор и проверка шпоночных соединений Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360 – 78( таблица 8.9 стр [3]). Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условие прочности по формуле
????
см
????????????
=
2Т
????∙(ℎ−????
1
)∙(????−????)
≤ см,
(10.1) где см МПа. Допускаемые напряжения смятия пристальной ступице см =100 ÷
120 МПа, при чугунной см 50÷ 70 МПа. Ведущий вал d=40 мм ; b
×h=12×8 мм ; t
1
=5 мм ; длина шпонки l шп
=50 мм. см 3
20(8−5)(26−12)
=52.16
≤ Ведомый вал d=60 мм ; b
×h=18×11 мм ; t
1
=7 мм ; длина шпонки l шп
=70 мм. см 3
60(11−7)(70−18)
=85,4
≤ 90. Шпонка под муфту d=50 мм ; b
×h=16×10 мм ; t
1
=6 мм ; длина шпонки l шп
=56 мм. см 3
50(10−6)(56−16)
=89,4
≤ 90. Рис – Эскиз шпоночного соединения
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
32
БНТУ.303163.002 ПЗ
11. Назначение посадок, шероховатости поверхностей, выбор степеней точности и назначение допусков формы и расположения поверхностей
11.1. Допуски, посадки, отклонения формы и взаимного расположения поверхностей Назначение квалитетов точности, параметров шероховатости поверхностей, отклонений формы и расположение поверхностей должно сопровождаться анализом служебного назначения деталей и технологических возможностей при обработке. С возрастанием точности стоимость обработки резко повышается. Из экономических соображений нужно назначать квалитеты сравнительно грубые, однако, обеспечивающие необходимое качество деталей, узлов и машин. При выборе квалитетов точности и назначении посадок будем руководствоваться рекомендациями
- посадка колёс на валы Н7/р6
- посадка глухих крышек в корпус Н
- посадка сквозных крышек в корпус Н
- поле допуска ширины шпонки js9
- поле допуска ширины шпоночного паза навалу- поле допуска ширины шпоночного паза в отверстиях P9
- поле допуска диаметра вала под подшипниками k6
- поле допуска диаметра расточек в корпусе под подшипники H7 Для обеспечения указанных посадок посадочные поверхности деталей необходимо обработать до шероховатости не грубее R
A
1.6. При этом торцовые поверхности деталей, контактирующие с другими деталями должны иметь шероховатость не ниже R
A
3.2, второстепенные поверхности механически обрабатываемых деталей не ниже R
A
12.5, второстепенные механически необрабатываемые поверхности деталей оставляем в состоянии поставки, те. со стандартной шероховатостью. Поверхности валов под манжетными уплотнениями должны иметь шероховатость не ниже R
A
0.32 . При обработке деталей возникают погрешности не только линейных размеров, но и геометрической формы, а также погрешности в относительном расположении осей, поверхностей и конструктивных элементов деталей. Эти погрешности могут оказывать вредное влияние на работоспособность деталей машин, вызывая вибрации, динамические нагрузки, шум. Для подшипников качения, например, важно, чтобы небыли искажены дорожки качения колец подшипников. Чтобы уменьшить искажение формы дорожек качения, на посадочные поверхности валов и корпусов задают допуски формы. В общем случае под отклонением формы понимают отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля. Относительный перекос наружного и внутреннего колец подшипников увеличивает сопротивление вращению
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
33
БНТУ.303163.002 ПЗ
валов и потери энергии, снижает ресурс подшипников. Перекос колец могут вызвать отклонения от соосности посадочных поверхностей вала и корпуса отклонения от перпендикулярности базовых торцов вала и корпуса деформации вала и корпуса в работающем узле. Чтобы ограничить перечисленные отклонения, на чертежах задают допуски расположения посадочных поверхностей вала и корпуса. В общем случае под отклонением расположения понимают отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения.
Кинематическая точность передачи и точность по нормам контакта, кроме прочих причин, зависит от точности расположения посадочных поверхностей и базовых торцов валов, а также посадочных отверстий и базовых торцов колес. Поэтому на чертежах валов, зубчатых и червячных колес задают допуски расположения базовых поверхностей. Примем следующие обозначения ∆ - для отклонений формы или расположения Т - для допусков формы и допусков расположения. При учебном проектировании нужно учитывать следующие виды погрешностей формы и погрешностей расположения поверхностей.
1. Отклонение от круглости - наибольшее расстояние ∆ от точек реального профиля до прилегающей окружности. Допуск круглости Т - наибольшее допускаемое значение отклонения от круглости. Частными видами отклонений от круглости являются овальность и огранка. Овальность - отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях. Огранка - отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру.
2. Отклонение от цилиндричности - наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра. Допуск цилиндричности Т - наибольшее допускаемое значение отклонения от цилиндричности. Отклонение от цилиндричности включает в себя отклонение от круглости.
3. Отклонение от соосности относительно оси базовой поверхности - наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности. Отклонение от соосности относительно общей оси - наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух поверхностей. Допуск соосности Т в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение отклонения от соосности.
4. Отклонение от параллельности плоскостей - разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка. Допуск параллельности Т- наибольшее допускаемое значение отклонения от параллельности.
5. Отклонение от перпендикулярности плоскости относительно оси - отклонение угла между плоскостью и базовой осью от прямого угла (90°),
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
34
БНТУ.303163.002 ПЗ
выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка. Допуск перпендикулярности Т- наибольшее допускаемое значение отклонения от перпендикулярности.
6. Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси. Допуск радиального биения Т - наибольшее допускаемое значение радиального биения.
7. Позиционное отклонение - наибольшее расстояние между реальным расположением элемента (его центра, оси) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка. Позиционный допуск Т в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение позиционного отклонения элемента.
8. Отклонение от симметричности - наибольшее расстояние между плоскостью симметрии рассматриваемого элемента и плоскостью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка. Допуск симметричности Т в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение отклонения от симметричности. Базовые оси и поверхности обозначают на чертежах в соответствии с ГОСТ 2.308-79 равносторонним зачерненным треугольником, соединенным с рамкой, в которой записывают обозначение базы заглавной буквой. При выполнении чертежей с помощью выводных устройств ЭВМ допускается треугольник, обозначающий базу, не зачернять. Допуски формы и расположения поверхностей указывают на чертеже условными обозначениями - графическими знаками, которые записывают в рамке, разделенной на две или три части. Впервой части размещают графический знак допуска, во второй - его числовое значение ив третьей - обозначение базы, относительно которой задан допуск. Высота рамки такая же, как и рамки для обозначения базы. Шероховатость поверхностей Из числа параметров шероховатости, установленных ГОСТ 2789-73, в машиностроении наиболее часто применяют
Ra - среднее арифметическое отклонение профиля, мкм (основной из высотных параметров шероховатости назначают на все обработанные поверхности
Rz - высота неровностей профиля, мкм (определяют по пяти измерениям высот неровностей назначают на поверхности, получаемые литьем, ковкой, чеканкой tp - относительная опорная длина профиля, %, где р - значение уровня сечения профиля. Числовые значения уровня сечения профиля р составляют долю (вот наибольшей высоты профиля ах.
Параметр tp содержит оценку площади контакта сопрягаемых поверхностей. Назначают на сопрягаемые поверхности, от которых требуется
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
35
БНТУ.303163.002 ПЗ
герметичность, контактная жесткость, износостойкость или прочность сцепления (например, детали, соединяемые с натягом).
Значение шероховатости указывают для параметров Ra - без символа например, 0,8); для параметров Rz - после символа (например, Rz20). Параметры шероховатости поверхности задают наибольшими предельными значениями. Рис Для обозначения на чертежах шероховатости поверхностей применяют знаки, изображенные на рис. (16,22[2]). На риса) показана форма знака. Высота h равна высоте размерных чисел на чертеже, высота Н = (1,5 ...
3,0)h - в зависимости от объема записи. Если вид обработки поверхности конструктор не устанавливает, то применяют знак по риса) Это обозначение является предпочтительным. Если требуется, чтобы поверхность была образована обязательно удалением слоя материала, например точением, шлифованием, полированием и пр, применяют знак по рис. (16,22, б) Если важно, чтобы поверхность была образована без удаления слоя материала чеканка, накатывание роликами и пр, применяют знак по рис. (16,22, в) Такой же знак применяют для обозначения шероховатости поверхностей, не обрабатываемых поданному чертежу. На месте прямоугольника 1 рис.
(16,22, б, г, д) записывают числовые значения параметров шероховатости Ra или Rz рисе, ж, на месте прямоугольников 2 - вид обработки поверхности рис. (16,22, з, и. Рис Обозначение шероховатости поверхностей на изображении детали располагают на линиях контура, на выносных линиях в непосредственной близости от размерной линии риса) или на полках линий-выносок, при недостатке места - на размерной линии или на ее продолжении рис.
(16,23, б. При изображении детали с разрывом обозначение шероховатости наносят только на одной части изображения, вблизи размерной линиирис.
(16, 23, а. Если шероховатость одной и той же поверхности различна, то ее
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
36
БНТУ.303163.002 ПЗ
разделяют тонкой линией и на каждой части поверхности показывают свое обозначение шероховатости рис. (16,23, в. Обозначение преобладающей шероховатости показывают в правом верхнем углу поля чертежа риса. Толщина линий и высота знака, заключенного в скобки, такая же, как в изображении на чертеже , а перед скобкой - в 1, 5 раза больше. Если преобладающее число поверхностей не обрабатывают поданному чертежу, то шероховатость их показывают в правом верхнем углу поля чертежа по рис. (16,24, б) Рис На посадочные поверхности валов и отверстий зубчатых и червячных колес при передаче момента посадкой с натягом кроме параметра Ra задают параметр tp, для которого принимают tp = 50 +- 10 % при p = 60 % от наибольшей высоты неровностей профиля.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
37
БНТУ.303163.002 ПЗ
1 2 3
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
20
БНТУ.303163.002 ПЗ
7.Компоновочная схема и выбор способа смазывания передачи подшипников, определение размеров корпусных деталей
7.1 Выбор сорта масла Смазывание зацепления и подшипников производится разбрызгиванием жидкого масла. По таблице 10.9 [3] устанавливаем вязкость масла. Приконтактных напряжениях ≈ 200 МПа и скорости скольжения
????
????
= 3,98 мс рекомендуемая вязкость масла должна быть приблизительна равна мс. По таблице 10.10 [3] принимаем масло индустриальное И-20А. Определение количества масла. Для одноступенчатых редукторов, при окунании в масляную ванну, кол- во масла определяют из расчета 0,4-0,8 л на 1 кВт передаваемой мощности. Таким образом передаваемая мощность 2,102 кВт. Тогда объем масла
1,93–3,87 л. Принимаем предварительно 2 л. Тогда глубина масляной ванны исходя из того, что ее длина = 260 мм, а ширина – 120 мм, должен быть примерно равен 2000000/(260*120)=64 мм. Принимаем глубину масляной ванны 70 мм. Подшипники смазываются за счет разбрызгивания масла червяком. Контроль уровня масла производится с помощью фонарного маслоуказателя прикрепленного к стенке корпуса редуктора. Слив масла осуществляется через сливное отверстие.
7.2 Расчет размеров корпуса Расчет будет производится пос) Толщина стенок корпуса и крышки
δ = а w
+2=0,04
∙125+2=7,6 мм,
(7.1) Принимаем конструктивно δ = 8 мм.
δ
1
= а w
+2=0,032
∙125+2=6,48 мм,
(7.2) Принимаем конструктивно δ
1
= 8 мм. Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки b=b
1
=1,5
∙
δ=1,5
∙ 8 = 12 мм, Толщина нижнего пояса корпуса при наличии бобышек: р 8 = мм, р мм, (7.4) Принимаем р мм. Диаметры болтов
- фундаментальных а мм,
(7.5) Принимаем болты с резьбой М.
- крепящих крышку к корпусу у подшипников d
2
=(0,7..0,75)
∙
d
1
=(0,7..0,75)
∙
16=11,2..12 мм,
(7.6)
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
21
БНТУ.303163.002 ПЗ
Принимаем болты с резьбой М.
- соединяющих крышку с корпусом d
3
=(0,5..0,6)
∙
d
1
=(0,5..0,6)
∙
16=8..9,6 мм,
(7.7) Принимаем болты с резьбой М.
7.3 Компоновочная схема с [3]) Первый этап компоновки редуктора. Компоновочный чертеж выполняем в двух проекциях – разрез по оси колеса и разрез по оси чертежа желательный масштаб 1:1, чертить тонкими линиями. Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим осевую линию вторую осевую, параллельную первой, проводим на расстоянии a w
=140 мм. Затем проводим две вертикальные осевые линии, одну для главного вида, вторую для вида сбоку. Вычерчиваем на двух проекциях червяки червячное колесо. Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса, принимая зазор между стенкой и червячным колесом и между стенкой и ступицей червячного колеса 15 мм. Вычерчиваем подшипники червяка и червячного колеса по размерам согласно пункту 6, располагая их симметрично относительно среднего сечения. Второй этап компоновки. Используем чертежи первого этапа компоновки. Второй этап имеет целью конструктивно оформить основным детали – червячный вал, вал червячного колеса, червячное колесо, корпус, подшипниковые узлы и др. Смазывание зацепления подшипников – разбрызгиванием жидкого масла. Уплотнение валов обеспечивается резиновыми манжетами. В крышке люка размещаем отдушину. В нижней части корпуса вычерчиваем пробку для слива масла и устанавливаем маслоуказатель. Конструируем стенку корпуса и крышки. Из размеры были определены в пункте 7.2. Вычерчиваем фланцы и нижний пояс. Конструируем крюки для подъема. Устанавливаем крышки подшипников глухие и сквозные для манжетных уплотнений. Под крышки устанавливаем металлические прокладки для регулировки. Конструкцию червячного колеса выполняем, насаживая бронзовый венец на чугунный центр с натягом. Посадка H7/p6 по ГОСТ 25347-82. Вычерчиваем призматические шпонки, а также ребра жесткости. Затем последующая сборка редуктора.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
22
БНТУ.303163.002 ПЗ
8. Расчет валов по эквивалентному моменту (стр.158[3])
Редукторные валы испытывают два вида деформации - изгиб и кручение. Деформация кручения на валах возникает под действием вращающих моментов, приложенных со стороны двигателя и рабочей машины. Деформация изгиба валов вызывается силами в зубчатом зацеплении закрытых передачи консольными силами со стороны открытых передачи муфты.
Рассчитанные силы в зацеплении червячной передачи (пункт 3.1) :
F
t1
= F
a2
= 1020,4 H;
F
t2
= F
a1
= 5509,1 H;
F
r1
= F
r2
= 2030,4 H;
F
рем.
=964,7 Н. Рис. 8.1 – Схема нагрузки на валы
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
23
БНТУ.303163.002 ПЗ
Рисунок 8.2 – Эпюра изгибающих и крутящих моментов на быстроходном валу
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
24
БНТУ.303163.002 ПЗ
Рисунок 8.3 – Эпюра изгибающих и крутящих моментов на тихоходном валу
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
25
БНТУ.303163.002 ПЗ
Расчеты:
– Быстроходный вал Горизонтальная плоскость А В 2
= 510,05 H. Изгибающий момент
M
C
= R
A
∙ ???? = 510,05 ∙ 0,099 = 50,49 Н. Вертикальная плоскость Ми F
a1
∙
d
1 2
= 5510 ∙
0,08 2
= 220,4 Н.
∑Ma=0,
F
рем
∙ a + F
r
∙ b + Ми+ R
b
∙ (b + c) = 0,
R
b
=
−F
рем
∙a−F
r
∙b−М
и
(b+c)
=
−964,7∙0,084−2030,4∙0,099−220,4 0,198
= −2563,49 H – меняем направление
R
b
∑Mb=0,
F
рем
∙ (a + b + c) − F
r
∙ c + Ми R
a
∙ (b + c) = 0,
R
a
=
F
рем
∙(a+b+c)−F
r
∙c+М
и b+c
=
964,7∙(0,196+0,084)−2030,4∙0,097 0,198
= 1497,8 Н. Проверка
∑y=0;
−F
рем
+R
a
+ F
r
− R
b
= 0;
−964,7 + 1497,8 + 2030,4 − 2563,49 = 0;
0=0. Суммарный изгибающий момент МА −F
рем
∙
a = −964,7 ∙ 0,084 = - 81,04 Нм
М
С
пр.
=
− R
b
∙ b = - 2563,49 ∙ 0,099 = -253,79 Нм
М
С
лев.
=
М
С
пр.
+
М
и
= -253,79+220,4= -33,38 Нм. А МА 40,88 Нм С СМ Слев.2 √50,49 2
+ 33,38 2
= 60,53 Нм С = СМ Спр √50,49 2
+ 253,79 2
= 258,76 Нм Эквивалентный момент
M
экв.с сл
= с+ T
2
= √60,55 2
+ 43,82 2
= 77,72 Нм
M
экв.с пр А+ T
2
= √288,78 2
+ 43,82 2
= 262,44 H∙ м. Проверяем диметр валов по эквивалентному моменту по формуле
???? ≤ экв, (8.1) Проверка р п 3
3,14∙50 3
= 26,57 ≤ 40 мм
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
26
БНТУ.303163.002 ПЗ
Сверяя полученные данные с предварительно выбранным диаметром, получаем удовлетворительный результат проверки р
п1
= 26,57 мм < d п мм.
– Тихоходный вал Вертикальная плоскость А, мм меняем направление. в,
F
r
∙ с − а (а + b) + F
t
∙ b = 0, аса Н.
Проверка:
∑y=0,
а F
t
−R
b
+ м 0;
2134,52 − 1020,4 − 3089 + 2000 = 0;
0=0.
М
с
=
R
а
∙ а =1804∙ 0,065=117,26 Нм Горизонтальная плоскость Ми F
a2
∙
d
2 2
= 1020,4 ∙
0,201 2
= 102,55 Нм а + R
b
∙ (а + b) + Ми 0;
R
b
=
−М
и
+F
r
∙а a+b
=
−102,55+2030,4∙0,065 0,13
= 226,35 H – меняем направление.
∑Mb=0;
F
r
∙ b − а (а + b) + Ми 0;
R
а
=
????
????
∙????+М
и
????+????
=
2030,4∙0,065+102,55 0,13
= 1804 Н. Проверка
∑y=0, а F
r
−R
b
= 0;
2134,52-1020,4-3089=0; Суммарный изгибающий момент
М
C
=
R
а
∙ a= 1804 ∙ 0,065 = 117,26 Нм МС ММ и b = 117,26
−102,55 *0,065= 0,956 Нм В 342,8 Н ∙ мм С СМ Слев.2 √216,42 2
+ 117,26 2
= 246,14 Нм С = СМ Спр √216,42 2
+ 0,956 2
= 216,42 Нм Эквивалентный момент
M
экв.с сл
= с+ T
2
= √246,14 2
+ 555,32 2
= 607,43 Нм
M
экв.с пр В+ T
2
= √328,94 2
+ 532,73 2
= 626,1 H∙ м.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
27
БНТУ.303163.002 ПЗ
Проверяем диметр валов по эквивалентному моменту по формуле
???? ≤ экв, Проверка р п 3
3,14∙50 3
= 50,38 ≤ 55 мм.
Сверяя полученные данные с предварительно выбранным диаметром, получаем удовлетворительный результат проверки р
п2
= 50,38 мм < d п мм.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
28
БНТУ.303163.002 ПЗ
9. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности стр) Рис. 9.1 - Схема нагружения подшипников на ведущем валу Формула проверки подшипника на долговечность
????
ℎ
= (
С
????
????
экв
)
????
∙
10 6
60∙????
, где n
2
=561,466 об/мин - частота вращения вала
????=3,33. Проверяем подшипник А ГОСТ 27365-87 Определяем радиальные нагрузки :
R
r1
= г 2
+ в 2
= √510,05 2
+ 1497,8 2
= 1582,26 Н,
(9.1)
R
r2
= √R
В
г 2
+ R
В
в 2
= √510,05 2
+ 2563,49 2
= 2613,74 Н,
(9.2) Определяем осевые составляющие нагрузки подшипников
R
s1
= 0,83 ∙ e ∙ R
r1
= 0,83 ∙ 0,80 ∙ 1582,26 = 1090,02 H
,
(9.3)
R
s2
= 0,83 ∙ e ∙ R
r2
= 0,83 ∙ 0,80 ∙ 2613,74 = 1800,61 H
,
(9.4) Так как
R
s2
≥ R
s1
→ R
a1
> R
s2
− R
s1
, тогда по таблице 6.2 [2] R
a1
=
R
s1
;
R
a2
= R
s1
+ F
a
;
F
a
=5509 Н, тогда
R
a1
=
1090,02 Н, R
a2
=5509+1090,02=6599,02 Н. Определяем коэффициенты X , Y:
1-ая опора : определяем соотношение а 1582,26
= 0,69 < e(0,80). Из соотношения следует : X=1 , Y=0;
2-ая опора : определяем соотношение а 2613,74
= 2,52 > e(0,80). Из соотношения следует : Х , Y= 0,75;
4. Определяем эквивалентную нагрузку : Экв (X ∙ v ∙ R
r1
+ Y ∙ R
a1
) ∙ K
t
∙ б,
(9.5) Ссылка на коэффициенты
K
t и б (табл. 6.4 ,6.5 [2] );
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
29
БНТУ.303163.002 ПЗ
R
Экв1
= (1 ∙ 1 ∙ 1582,26 + 0 ∙ 1090,02) ∙ 1,3 ∙ 1 = 2056,93 H; Экв (0,4 ∙ 1 ∙ 2613,74 + 0,75 ∙ 6599,02) ∙ 1,3 ∙ 1 = 7794,23 H. Рассчитываем подшипник на долговечность
????
ℎ
= (
С
????
экв2
)
????
∙
10 6
60∙????
= (
69300 7794,23
)
3,33
∙
10 6
60∙9522
= 25484,435 часов. Количество часов превышает 10000 исходя из расчетов данный подшипник выбран верно, при достижение 10000 часов подшипник устанавливается на другой редуктор. Рис. 9.2 - Схема нагружения подшипников на ведомом валу Проверяем подшипник 7211 ГОСТ 333-79. Определяем радиальные нагрузки
R
r1
= г 2
+ в 2
= √2134,52 2
+ 1804 2
= 2794,74 Н
R
r2
= √R
В
г 2
+ R
В
в 2
= √3089 2
+ 226,35 2
= 3097,28 Н. Определяем осевые составляющие нагрузки подшипников
R
s1
= 0.83 ∙ e ∙ R
r1
= 0,83 ∙ 0,4 ∙ 2794,74 = 927,85 H;
R
s2
= 0.83 ∙ e ∙ R
r2
= 0,83 ∙ 0,4 ∙ 3097,28 = 1028,3 H.
Т.к.
R
s1
≥ R
s2
→ R
a2
= R
s2
= 1028,3 H; R
a1
= R
a2
+ F
a2
= 1020,4 +
1028,3 = 2048,7 H. Определяем коэффициенты X , Y:
1-ая опора определяем соотношение а 2794,74
= 0,73 > e(0,4); Из соотношения следует : X=0,4 , Y=1,49;
2-ая опора : определяем соотношение а 3097,28
= 0,32 < e(0,4); Из соотношения следует : Х , Y= 0.
4. Определяем эквивалентную нагрузку Экв (X ∙ v ∙ R
r
+ Y ∙ R
a
) ∙ K
t
∙ б Экв (0,4 ∙ 1 ∙ 2794,74 + 1,49 ∙ 2048,7) ∙ 1,3 ∙ 1 = 5421,6 H; Экв (1 ∙ 1 ∙ 3466,65 + 0 ∙ 1179,7) ∙ 1,3 ∙ 1 = 4506,64 H. Рассчитываем подшипник на долговечность
????
ℎ
= (
С
????
экв1
)
????
∙
10 6
60∙????
= (
65,0∙10 3
7858,5
)
3,33
∙
10 6
60∙28,073
= 674652 часа.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
30
БНТУ.303163.002 ПЗ
Количество часов превышает 10000, исходя из расчетов данный подшипник выбран верно, при достижение 10000 часов подшипник устанавливается на другой редуктор.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
31
БНТУ.303163.002 ПЗ
10.Подбор и проверка шпоночных соединений Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360 – 78( таблица 8.9 стр [3]). Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условие прочности по формуле
????
см
????????????
=
2Т
????∙(ℎ−????
1
)∙(????−????)
≤ см,
(10.1) где см МПа. Допускаемые напряжения смятия пристальной ступице см =100 ÷
120 МПа, при чугунной см 50÷ 70 МПа. Ведущий вал d=40 мм ; b
×h=12×8 мм ; t
1
=5 мм ; длина шпонки l шп
=50 мм. см 3
20(8−5)(26−12)
=52.16
≤ Ведомый вал d=60 мм ; b
×h=18×11 мм ; t
1
=7 мм ; длина шпонки l шп
=70 мм. см 3
60(11−7)(70−18)
=85,4
≤ 90. Шпонка под муфту d=50 мм ; b
×h=16×10 мм ; t
1
=6 мм ; длина шпонки l шп
=56 мм. см 3
50(10−6)(56−16)
=89,4
≤ 90. Рис – Эскиз шпоночного соединения
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
32
БНТУ.303163.002 ПЗ
11. Назначение посадок, шероховатости поверхностей, выбор степеней точности и назначение допусков формы и расположения поверхностей
11.1. Допуски, посадки, отклонения формы и взаимного расположения поверхностей Назначение квалитетов точности, параметров шероховатости поверхностей, отклонений формы и расположение поверхностей должно сопровождаться анализом служебного назначения деталей и технологических возможностей при обработке. С возрастанием точности стоимость обработки резко повышается. Из экономических соображений нужно назначать квалитеты сравнительно грубые, однако, обеспечивающие необходимое качество деталей, узлов и машин. При выборе квалитетов точности и назначении посадок будем руководствоваться рекомендациями
- посадка колёс на валы Н7/р6
- посадка глухих крышек в корпус Н
- посадка сквозных крышек в корпус Н
- поле допуска ширины шпонки js9
- поле допуска ширины шпоночного паза навалу- поле допуска ширины шпоночного паза в отверстиях P9
- поле допуска диаметра вала под подшипниками k6
- поле допуска диаметра расточек в корпусе под подшипники H7 Для обеспечения указанных посадок посадочные поверхности деталей необходимо обработать до шероховатости не грубее R
A
1.6. При этом торцовые поверхности деталей, контактирующие с другими деталями должны иметь шероховатость не ниже R
A
3.2, второстепенные поверхности механически обрабатываемых деталей не ниже R
A
12.5, второстепенные механически необрабатываемые поверхности деталей оставляем в состоянии поставки, те. со стандартной шероховатостью. Поверхности валов под манжетными уплотнениями должны иметь шероховатость не ниже R
A
0.32 . При обработке деталей возникают погрешности не только линейных размеров, но и геометрической формы, а также погрешности в относительном расположении осей, поверхностей и конструктивных элементов деталей. Эти погрешности могут оказывать вредное влияние на работоспособность деталей машин, вызывая вибрации, динамические нагрузки, шум. Для подшипников качения, например, важно, чтобы небыли искажены дорожки качения колец подшипников. Чтобы уменьшить искажение формы дорожек качения, на посадочные поверхности валов и корпусов задают допуски формы. В общем случае под отклонением формы понимают отклонение формы реальной поверхности или реального профиля от формы номинальной поверхности или номинального профиля. Относительный перекос наружного и внутреннего колец подшипников увеличивает сопротивление вращению
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
33
БНТУ.303163.002 ПЗ
валов и потери энергии, снижает ресурс подшипников. Перекос колец могут вызвать отклонения от соосности посадочных поверхностей вала и корпуса отклонения от перпендикулярности базовых торцов вала и корпуса деформации вала и корпуса в работающем узле. Чтобы ограничить перечисленные отклонения, на чертежах задают допуски расположения посадочных поверхностей вала и корпуса. В общем случае под отклонением расположения понимают отклонение реального расположения рассматриваемого элемента от его номинального расположения.
Кинематическая точность передачи и точность по нормам контакта, кроме прочих причин, зависит от точности расположения посадочных поверхностей и базовых торцов валов, а также посадочных отверстий и базовых торцов колес. Поэтому на чертежах валов, зубчатых и червячных колес задают допуски расположения базовых поверхностей. Примем следующие обозначения ∆ - для отклонений формы или расположения Т - для допусков формы и допусков расположения. При учебном проектировании нужно учитывать следующие виды погрешностей формы и погрешностей расположения поверхностей.
1. Отклонение от круглости - наибольшее расстояние ∆ от точек реального профиля до прилегающей окружности. Допуск круглости Т - наибольшее допускаемое значение отклонения от круглости. Частными видами отклонений от круглости являются овальность и огранка. Овальность - отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой овалообразную фигуру, наибольший и наименьший диаметры которой находятся во взаимно перпендикулярных направлениях. Огранка - отклонение от круглости, при котором реальный профиль представляет собой многогранную фигуру.
2. Отклонение от цилиндричности - наибольшее расстояние от точек реальной поверхности до прилегающего цилиндра. Допуск цилиндричности Т - наибольшее допускаемое значение отклонения от цилиндричности. Отклонение от цилиндричности включает в себя отклонение от круглости.
3. Отклонение от соосности относительно оси базовой поверхности - наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и осью базовой поверхности. Отклонение от соосности относительно общей оси - наибольшее расстояние между осью рассматриваемой поверхности вращения и общей осью двух поверхностей. Допуск соосности Т в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение отклонения от соосности.
4. Отклонение от параллельности плоскостей - разность наибольшего и наименьшего расстояний между плоскостями в пределах нормируемого участка. Допуск параллельности Т- наибольшее допускаемое значение отклонения от параллельности.
5. Отклонение от перпендикулярности плоскости относительно оси - отклонение угла между плоскостью и базовой осью от прямого угла (90°),
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
34
БНТУ.303163.002 ПЗ
выраженное в линейных единицах на длине нормируемого участка. Допуск перпендикулярности Т- наибольшее допускаемое значение отклонения от перпендикулярности.
6. Радиальное биение – разность наибольшего и наименьшего расстояний от точек реального профиля поверхности вращения до базовой оси в сечении плоскостью, перпендикулярной базовой оси. Допуск радиального биения Т - наибольшее допускаемое значение радиального биения.
7. Позиционное отклонение - наибольшее расстояние между реальным расположением элемента (его центра, оси) и его номинальным расположением в пределах нормируемого участка. Позиционный допуск Т в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение позиционного отклонения элемента.
8. Отклонение от симметричности - наибольшее расстояние между плоскостью симметрии рассматриваемого элемента и плоскостью симметрии базового элемента в пределах нормируемого участка. Допуск симметричности Т в диаметральном выражении - удвоенное наибольшее допускаемое значение отклонения от симметричности. Базовые оси и поверхности обозначают на чертежах в соответствии с ГОСТ 2.308-79 равносторонним зачерненным треугольником, соединенным с рамкой, в которой записывают обозначение базы заглавной буквой. При выполнении чертежей с помощью выводных устройств ЭВМ допускается треугольник, обозначающий базу, не зачернять. Допуски формы и расположения поверхностей указывают на чертеже условными обозначениями - графическими знаками, которые записывают в рамке, разделенной на две или три части. Впервой части размещают графический знак допуска, во второй - его числовое значение ив третьей - обозначение базы, относительно которой задан допуск. Высота рамки такая же, как и рамки для обозначения базы. Шероховатость поверхностей Из числа параметров шероховатости, установленных ГОСТ 2789-73, в машиностроении наиболее часто применяют
Ra - среднее арифметическое отклонение профиля, мкм (основной из высотных параметров шероховатости назначают на все обработанные поверхности
Rz - высота неровностей профиля, мкм (определяют по пяти измерениям высот неровностей назначают на поверхности, получаемые литьем, ковкой, чеканкой tp - относительная опорная длина профиля, %, где р - значение уровня сечения профиля. Числовые значения уровня сечения профиля р составляют долю (вот наибольшей высоты профиля ах.
Параметр tp содержит оценку площади контакта сопрягаемых поверхностей. Назначают на сопрягаемые поверхности, от которых требуется
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
35
БНТУ.303163.002 ПЗ
герметичность, контактная жесткость, износостойкость или прочность сцепления (например, детали, соединяемые с натягом).
Значение шероховатости указывают для параметров Ra - без символа например, 0,8); для параметров Rz - после символа (например, Rz20). Параметры шероховатости поверхности задают наибольшими предельными значениями. Рис Для обозначения на чертежах шероховатости поверхностей применяют знаки, изображенные на рис. (16,22[2]). На риса) показана форма знака. Высота h равна высоте размерных чисел на чертеже, высота Н = (1,5 ...
3,0)h - в зависимости от объема записи. Если вид обработки поверхности конструктор не устанавливает, то применяют знак по риса) Это обозначение является предпочтительным. Если требуется, чтобы поверхность была образована обязательно удалением слоя материала, например точением, шлифованием, полированием и пр, применяют знак по рис. (16,22, б) Если важно, чтобы поверхность была образована без удаления слоя материала чеканка, накатывание роликами и пр, применяют знак по рис. (16,22, в) Такой же знак применяют для обозначения шероховатости поверхностей, не обрабатываемых поданному чертежу. На месте прямоугольника 1 рис.
(16,22, б, г, д) записывают числовые значения параметров шероховатости Ra или Rz рисе, ж, на месте прямоугольников 2 - вид обработки поверхности рис. (16,22, з, и. Рис Обозначение шероховатости поверхностей на изображении детали располагают на линиях контура, на выносных линиях в непосредственной близости от размерной линии риса) или на полках линий-выносок, при недостатке места - на размерной линии или на ее продолжении рис.
(16,23, б. При изображении детали с разрывом обозначение шероховатости наносят только на одной части изображения, вблизи размерной линиирис.
(16, 23, а. Если шероховатость одной и той же поверхности различна, то ее
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
36
БНТУ.303163.002 ПЗ
разделяют тонкой линией и на каждой части поверхности показывают свое обозначение шероховатости рис. (16,23, в. Обозначение преобладающей шероховатости показывают в правом верхнем углу поля чертежа риса. Толщина линий и высота знака, заключенного в скобки, такая же, как в изображении на чертеже , а перед скобкой - в 1, 5 раза больше. Если преобладающее число поверхностей не обрабатывают поданному чертежу, то шероховатость их показывают в правом верхнем углу поля чертежа по рис. (16,24, б) Рис На посадочные поверхности валов и отверстий зубчатых и червячных колес при передаче момента посадкой с натягом кроме параметра Ra задают параметр tp, для которого принимают tp = 50 +- 10 % при p = 60 % от наибольшей высоты неровностей профиля.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
37
БНТУ.303163.002 ПЗ
1 2 3
12.Расчет валов на выносливость стр) Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения
– по отнулевому(пульсирующему). Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми(допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s
≥[s]. Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов Ведущий вал : Материал вала тот же, что и для червяка. Материал червяка – сталь
35ХН, предел прочности в МПа, закалка с ТВЧ. Предел выносливости при симметричном цикле изгиба в МПа, (11.1) Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
????
−1
= 0,58 ∙ ????
−1
= 0,58 ∙ 399,9 = 231,94 МПа, (11.2) Проверяем сечение А-А Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом;
????
????
????
????
=3,40 и
????
????
????
????
= 2,44; принимаем ????
????
= 0,15 и
????
????
=
0,1. Изгибающий момент МН мм. Осевой момент сопротивления
???? =
????????
3 32
=
3,14∙25∙10 3
32
= 2,45 ∙ 10 3
мм, (11.3) Амплитуда нормальных напряжений
????
????
= ????
????????????
=
????
????
=
40,88∙10 3
2,45∙10 3
≈ 16,69 Мпа, ????
????
= 0, (11.4) Полярный момент сопротивления
????
????
= 2 ∙ ???? = 2,45 ∙ 10 3
∙ 2 = 4,9 ∙ 10 3
мм,
(11.5) Амплитуда и средние напряжения цикла касательных напряжений
????
????
= Т р 3
2∙4,9∙10 3
= 3,43 Мпа, Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
????
????
=
????
−1
????????
????????
????
????
=
399,9 3,40∙16,69
= 7,05, Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
????
????
=
????
−1
????????
????????????
????
????
+????
????
????
????
=
231,94 2,44∙3,43+0,1∙3,43
= 26,6
(11.8) Результирующий коэффициент запаса прочности
???? =
????
????
∙????
????
√????
????
2
+????
????
2
,
(11.9)
– по отнулевому(пульсирующему). Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми(допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s
≥[s]. Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов Ведущий вал : Материал вала тот же, что и для червяка. Материал червяка – сталь
35ХН, предел прочности в МПа, закалка с ТВЧ. Предел выносливости при симметричном цикле изгиба в МПа, (11.1) Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
????
−1
= 0,58 ∙ ????
−1
= 0,58 ∙ 399,9 = 231,94 МПа, (11.2) Проверяем сечение А-А Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом;
????
????
????
????
=3,40 и
????
????
????
????
= 2,44; принимаем ????
????
= 0,15 и
????
????
=
0,1. Изгибающий момент МН мм. Осевой момент сопротивления
???? =
????????
3 32
=
3,14∙25∙10 3
32
= 2,45 ∙ 10 3
мм, (11.3) Амплитуда нормальных напряжений
????
????
= ????
????????????
=
????
????
=
40,88∙10 3
2,45∙10 3
≈ 16,69 Мпа, ????
????
= 0, (11.4) Полярный момент сопротивления
????
????
= 2 ∙ ???? = 2,45 ∙ 10 3
∙ 2 = 4,9 ∙ 10 3
мм,
(11.5) Амплитуда и средние напряжения цикла касательных напряжений
????
????
= Т р 3
2∙4,9∙10 3
= 3,43 Мпа, Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям
????
????
=
????
−1
????????
????????
????
????
=
399,9 3,40∙16,69
= 7,05, Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
????
????
=
????
−1
????????
????????????
????
????
+????
????
????
????
=
231,94 2,44∙3,43+0,1∙3,43
= 26,6
(11.8) Результирующий коэффициент запаса прочности
???? =
????
????
∙????
????
√????
????
2
+????
????
2
,
(11.9)
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
38
БНТУ.303163.002 ПЗ
???? =
7,05∙26,6
√7,05 2
+26,6 2
≈ 6,8 ≥
[s]=2,5 – условие выполняется.
– Ведомый вал Материал вала – сталь 45, ТО – нормализация, предел прочности в МПа. Предел выносливости при симметричном цикле изгиба в МПа, (11.10) Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений
????
−1
= 0,58 ∙ ????
−1
= 0,58 ∙ 245,1 = 142,158 МПа, (11.11) Сечение под колесом Ми Нм. По таблице 8.5: d=55 мм
????
????
=1,59;
????
????
=1,49. По таблице 8.8:
????
????
= 0,8; ????
????
=0,68. Принимаем
????
????
= 0,15 и
????
????
= 0,1. Момент сопротивления кручению
????
кнетто
=
????????
3 16
−
????∙????
1
∙(????−????
1
)
2 2∙????
=
3,14∙55 3
16
−
18∙7(55−7)
2 2∙55
= 30 ∙ 10 3
мм, (11.12) Момент сопротивления изгибу
????
кнетто
=
????????
3 32
−
????∙????
1
∙(????−????
1
)
2 2∙????
=
3,14∙55 3
32
−
18∙7(55−7)
2 2∙55
= 13,68 ∙ 10 3
,
(11.13) Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений
????
????
= Т 2∙????
кнетто
=
532,73∙10 3
2∙30∙10 3
≈
8,88 МПа, (11.14)
Амплитуда нормальных напряжений изгиба нетто 3
13,68∙10 3
≈ 25 Мпа, ????
????
= 0, (11.15) Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям :
????
????
=
????
−1
????????
????????
????
????
+????
????
∙????
????
=
245,1 1,59 0,8
∙25∙+0,15∙0
= 4,9, (11.16) где
????
−1
- предел выносливости для стаи при симметричном цикле изгиба
????
????
- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений
????
????
- масштабный фактор для нормальных напряжений
????
????
- амплитуда цикла нормальных напряжений в рассматриваемом сечении
????
????
- среднее напряжение цикла нормальных напряжений. Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям
????
????
=
????
−1
????????
????????
????
????
+????
????
????
????
=
142,158 1,49 0,68
∙8,88+0,1∙8,88
= 6,99 Мпа, (11.17) Результирующий коэффициент запаса прочности
???? =
????
????
∙????
????
√????
????
2
+????
????
2
=
4,93∙6,99
√4,93 2
+6,99 2
≈ 4 ≥
[s]=2,5 – условие выполняется.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
39
БНТУ.303163.002 ПЗ
13. Описание сборки редуктора Как правило, при конструировании редуктора предусматривается узловая сборка. Отдельно собираются узлы, требующие применения пресса червячное колесовал с подшипниками и червяка затем собранные узлы монтируются в корпусе редуктора без особых усилий. Перед сборкой зубья червячного колеса протереть, чтобы убрать следы краски от предыдущей сборки и саму сборку производить без смазки деталей (в отличие от заводских условий. Сборку необходимо производить одновременно с регулировкой осевого люфта подшипников качения и проверкой правильного зацепления в следующем порядке
1. Установить червячное колесо с валом и подшипниками в основание корпуса.
2. Установить крышку корпуса редуктора, вставить болты в отверстия на фланцах крышки и основания корпуса и затянуть и гайки.
3. Установить боковую крышку редуктора и наживить два винта по диагонали.
4. Установить вторую боковую крышку. Прижать крышку рукой или предварительно наживить двумя винтами по диагонали, после чего определить щупом зазор δ между фланцем крышки и корпусом Регулировка подшипников качения и зацепления.
5. Из набора, подобрать кольцевые прокладки так, чтобы в сумме они составляли толщину (δ+0,1) мм.
6. Разделить прокладки примерно на две равные части δ1 и δ2 по толщине и установить под боковые крышки а затем затянуть все болты. При этом необходимо проследить, чтобы вал колеса не имел осевого люфта ив тоже время свободно проворачивался рукой. Если это не наблюдается, то число прокладок необходимо уменьшить или увеличить на одну. Осевые перемещения валов следует измерять индикатором часового типа. Величина осевого зазора упорных подшипников, установленных без предварительного натяга, зависит от их размеров.
7. Нанести тонкий слой краски на боковую поверхность витка червяка.
8. Установить боковую крышку редуктора и наживить два винта по диагонали.
9. Установить червяк с подшипниками, и закрыть второй боковой крышкой. Прижимая крышку рукой предварительно наживить два винта по диагонали. Регулировку зазоров и окончательный монтаж узла производить в последовательности указанной в пункте 7.
10. Установить на место остальные детали редуктора (кроме крышки.
Изм. Лист
№ докум. Подпись Дата Лист
40
БНТУ.303163.002 ПЗ
Литература
1. Николаенко В.Л.,Шпилевский В.И. и др Прикладная механика курсовое проектирование под редакцией Скойбеды АТ Учебное пособие. Минск БНТУ, 2010. – с.
2. Дунаев ПФ, Леликов ОП. деталей машин. Курсовое проектирование.
Учеб. пособие для машиностроит. спец. учреждений среднего профессионального образования. – е издание, дополн. - М Машиностроение, 2004 гс. Чернавский С. А, Боков КН, Чернин ИМ. и др. Курсовое проектирование деталей машин Учебное пособие. Изд. е, перераб. и дополн. - М Машиностроение, 2005. - 416 с.
4. Курмаз Л.В. Детали машин. Проектирование Справочное учебно- методическое пособие. – е изд, испр M.: Высш. шк, 2005 – 309 с
5. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин Учеб. пособие. Изд-е е, перераб. и дополн. — Калининград Янтар. сказ. 2002. —
454 сил, черт. — Б. ц.