Ю.Д. Морозов, В.Г. Лейбенко - Проектирование деталей машин (1085194), страница 10

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 10)

Примечания: 1.* ГОСТ… предусматривает не менее четырех типоразмеров муфт для монтажа на цилиндрических концах валов длинных l_м11 и коротких l_м12 по ГОСТ 12080-66, и на конических концах валов длинных l_м21 и коротких l_м22 по ГОСТ 12081-72:

2.** В таблице значения l_М приведены для монтажа муфт только на цилиндрических концах валов: длинных- числитель, коротких– знаменатель.

3. Допускается компоновать муфты из полумуфт разных типов и с разными значениями l_м и d_м в указанных ГОСТ… пределах.

4. Смещения полумуфт не более: радиальное - _r , угловое - _,, осевое - _а≈ 1 мм.

- 22 -

9. Основы конструирования редукторов (эскизный проект)

9.1. Конструирование цилиндрического одноступенчатого редуктора (РЦ)

Исходные данные: размеры зубчатой передачи – a, d₁₍₂₎, b₁₍₂₎, m; размеры ступеней валов – d_B1(2), l_м1(2); типоразмер подшипников (ПК) – (D_пк ^∙ d_пк ^∙ B)₁₍₂₎ и схема их установки.

Дополнительно назначить: - толщины стенок литого корпуса  1,2^.4T_вых6 мм и его крышки _ ≈0,9^.6мм, – зазоры между вращающимися колесами и корпусом ≥ (0,8 … 1,5)· … и дном _д 4^.; – диаметр болтов крепления крышки редуктора к корпусу d_БП 1,2·^.3T_вых мм (класс прочности болтов не ниже6.6), и фундаментных болтов редуктора d_БФ1,2^.d_БП.

Ц
ель конструирования – разработка конкурентоспособной экономически эффективной (надеж- ной, компактной, технологичной…) конструкции. Для этого ознакомиться с разными вариантами кон-струкций РЦ и их элементов [4], выбрать целесообразные для реализации и обосновать архитектуру РЦ (рис. 9.1), соответствующую рациональной компоновке узлов привода в составе конвейера.

Разрабатывать эскизный проект РЦ на миллиметровке в масштабе М1:1 в последовательности, рассмотренной на примере конструирования РЦ (рис. 9.4).

Начать конструировать РЦ с проекции "вид сверху, крышка снята" (рис. 9.4а).

Начертить: - оси валов на расстоянии "а", контур зубчатых колес и контур стенок корпуса редуктора, обеспечивая зазоры  и толщину  стенок;

- подшипники (ПК), заглубляя их в корпус на 1…3 мм (для доступа жидкой смазки);

- приливы (бобышки) корпуса для размещения ПК и болтов d_БП крепления крышки к основанию корпуса, соблюдая условия их завинчивания и изготовления отверстий под болты (рис. 9.4а);

- крышку ПК и винты её крепления к корпусу (ориентиру­ясь на размеры стандартных крышек [4]); предусмотреть набор прокладок под торец глухих крышек для регулировки ПК и манжету в сквозной крышке. Узлы ПК для унификации желательно выполнить однотипными и симметричными;

- фланцы корпуса шириной 2,7^.d_БГ, соответствующие размещению болтов d_БГ0,8^.d_БП (служащих для герметизации плоскости разъема корпуса), штифтов d_шт0,8^.d_БГ (фиксирующих крышку от сд- вига относительно основания корпуса) и резьбовых отверстий (под болты d_БГ для разборки корпуса);

- конструкции ступенчатых валов и размещенных на них деталей, обеспечивая их осевую фиксацию, технологичность изготовления и сборки и минимальную концентрацию нагрузок;

- лапки корпуса с отверстиями под болты d_БФ крепления редуктора к раме.

Последовательность разработки проекции РЦ "вид спереди" (рис. 9.4б).

Начертить : - оси колес, - контур колес и стенок корпуса, (соблюдая размеры  и_), - конфигу- рацию бобышек под ПК с болтами d_БП крепления корпуса, - конфигурацию фланцев с болтами герметизации плоскости разъема и штифтами, - люк или иное устройство для заливки масла, - маслоуказатель, - маслоспускное отверстие, - приспособления для транспортировки РЦ (при массе редуктора ≥ 20 кг), - лапки редуктора с отверстиями для крепежных болтов.

Разработанную конструкцию РЦ (пример конструкции приведен на рис. 17.1) согласовать с консультантом, после чего выполнить проверочные расчеты валов, ПК, шпоночных соединений..., по результатам которых возможна корректировка конструкции РЦ и повтор расчётов.

9.2. Конструирование червячного 1-ступенчатого редуктора (РЧ)

Конструирование РЧ (и редукторов иных типов) проводят с соблюдением той же методики, аналогично определяя размеры основ­ных элементов конструкции. В архитектуре РЧ обычно предусматривают разъем корпуса по оси червячного колеса (рис. 9.2 и 17.3), а при a_w  140 мм возможно выполнение сплошного корпуса с торцовой крышкой (рис. 9.3 и 17.4), через отверстие для которой монтируют червячное колесо. Червяк монтируют через отверстие под узел его ПК. Предусмат­ривают регулировки и ПК и положения колеса для совмещения его оси с осью червяка.

Рекомендации по применению различных типов ПК см. п. 8.

Примеры конструкций РЧ- приведены на рис. 17.3 и 17.4.

- 23 -

Рис. 9.4 a

Рис. 9.4 б

- 24 -

10. Проверочные расчеты валов на прочность

10.1. Определение нагрузок на вал в характерных сечениях

Исходные данные: Тв – крутящий момент на валу; F_t; F_r; F_a; F_м^*; d₂; a, b, c, d_вi – проектные размеры вала согласно эскизного проекта (пример конструкции тихоходного вала 2-ступенчатого редуктора - см. рис.10.1).

Рис. 10.1

Составить рациональную схему нагружения вала, стремясь к равномерности нагрузки его опор (ПК) и сечений (для примера конструкции - см. рис. 10.2а). Пронумеровать характерные сечения 1…4 вала в местах приложения внешних нагрузок**. В дальнейшем эту нумерацию использовать для индексации соответствую- щих сил и моментов в сечениях вала.

Определить составляющие реакций R₁₍₂₎ опор 1 и 2 и построить эпюры изгибающих и крутящих моментов от нагрузок, действующих в горизонтальной плоскости – F_t, в вертикальной – F_r и F_а и в плоскости случайного направления - F_M.

В горизонтальной плоскости (рис.10.2б):

- определить R_2Г из уравнения равновесия вала отно­сительно

опоры 1 M_Г(1) = R_2Г^.(a+b) - F_t^.a = 0,

откуда R_2Г = F_t^.a/(a+b);

- аналогично определить R_1Г:

из M_Г (2) = R_1Г^.(a+b) - F_t^.b = 0, откуда R_1Г = F_t^.b / (a+b);

- проверить R_1Г(2Г) по условию: F_Г = R_1Г - F_t + R_2Г = 0;

- определить изгибающий момент в сечении 3 M_3Г = R_1Г^.a.

В вертикальной плоскости (рис.10.2в):

- из M_В(2)=R_1В^.(a+b)-F_r^.b-F_a^.d₂/2=0 … R_1В=(F_r^.b+F_a^.d₂/2)/(a+b);

- из M_в(1)=R_2в^.(a+b)-F_r^.a+F_a^.d₂/2=0 …R_2в=(F_r^.a-F_a^.d₂/2)/(a+b),

(если реакция R_2В - отрицательная, то изменить её нап­равление);

- проверить R_1В(2В) по условию F_В = R_1В – F_r ± R_2В = 0;

- определить изгибающий момент в сечении 3 со стороны опоры 1 M_3В1 = R_1В^.a, и со стороны опоры 2 M_3В2 = R_2В^.b.

В плоскости случайного направления (рис.10.2г):
- из M_М(1) = F_M^.(a+b+c)-R_2М^.(a+b) = 0 … R_2М = F_M^.(a+b+c)/(a+b);

- из M_М(2) = F_M^.c – R_1М^.(a + b) = 0 … R_1М = F_M^.c / (a + b);

- проверить R_1М(2М) F_М = R_1М - R_2М +F_M = 0;

- определить М_2М = F_M^.c и М_3М = R_1М^.a.

Изобразить эпюру крутящих моментов (рис.10.2д).

Определить наибольшие значения нагрузок для характерных сечений вала, полагая вектор результирующей нагрузки от составляющих в горизонтальной и вертикальной плоскостях совпадающим с направлением вектора нагрузки в плоскости случайного направления.

M_i =M_iг²+M_iв² +M_iМ и R_j=R_jг²+R_jв² +R_Jм

(результирующие реакции R₁₍₂₎ опор использовать в расчете подшипников).

Анализируя нагрузки и размеры сечений вала, обосновать опасные сечения (наиболее нагруженные и (или) тонкие, их обычно одно или два), для которых выполнить проверочные расчеты вала на прочность.

.

* Сила от муфты F_м  50·√T_B , Н; здесь Т_В - крутящий момент на валу, передаваемый муфтой в Нм.

** Внешние силы от установленных на валу деталей считать сосредоточенными и приведенными к оси вала в серединах ступиц соответствующих деталей.

Реакции опор R₁₍₂₎ от РУР и РУШ точнее приводить к оси вала в точках пересечения с ней нормалей, проведенных через середины контактных площадок ПК - см. рис. 12.1 и 12.2.

- 25 –

10.2. Проверочный расчет вала на усталостную прочность (выносливость)

Исходные данные: опасное сечение № …; M, T, d, наличие паза под шпон­ку сечением b·h;

вид наибольшего концентратора напряжений, чистота обработки поверхности; вид упрочнения.

Цель расчета - обоснование материала и размеров вала, удовлетворяющих критерию усталостной прочности при заданных нагрузках.

Назначить материал вала и выписать его характеристики: _Т,_В, _-1, _-1, _ (табл. 10.1).

Таблица 10.1

Оценить усталостную прочность вала, сопоставляя запасы выносливости допускае­мый [n]_-1 и расчетный n_-1  

Характеристики

Список файлов книги