Детали машин. Курсовое проектирование. Дунаев, Леликов 2004 (968756), страница 10
Текст из файла (страница 10)
3.3):-длина посадочного конца /мб = 1,5J= 1,5 • 36 = 54 мм;- длина цилиндрического участка конического конца 0,15J == 0,15-36 « 6 мм;- диаметр d^ и длина /р резьбы на конце вала (3.9) d^ « 0,9(J -0,1/МБ) = 0,9(36 - 0,1 • 54) = 27,54 мм, стандартное значениеMil X 2; /р = l,lJp = 1,1 • 27 = 30 мм;-длина промежуточного участка /КБ = 0,8б/п 0,8 • 45 = 36 мм.Выходной вал с цилиндрическим концом (рис. 3.1):-длина посадочного конца /мт = 1,5J= 1,5 • 40 = 60 мм;-длина промежуточного участка /кт = l,2Jn = 1,2 • 50 = 60 мм;-длина ступицы колеса /СГ = 1,2JK = 1,2 • 60 = 72 мм.
Примемстандартное значение /от = 71 мм.Другие размеры обоих валов выявляются при вычерчиваниикомпоновочной схемы.Расчет ременной передачи. Исходные данные: мощность наведущем шкиве Р = 5,5 кВт; частота вращения п = 1432 минПримем для расчета узкий клиновой ремень. Результаты расчета, выполненного по [7, 8]: ремень сечения SPZ\ число ремней 2 = 8;диаметры шкивов Ji = 71 мм, di = 224 мм; передаточное числоWpn = 3,19; сила, нагружающая входной вал редуктора, Fp = 1685 И.Направление силы Fp принимают по линии центров передачи.Расчет цепной передачи.
На вал элеватора движение от редуктора передается приводной цепью (см. рис. 3.12). Исходныеданные: вращающий момент на ведущей звездочке Т = 293,4 Н м;частота вращения п = 144,4 мин"^ Результаты расчета, выполненного по [7, 8]: цепь роликовая двухрядная с шагом Р = 25,4 мм;число зубьев звездочек 21=21,^2 = 80; передаточное число74Рис. 3.13(Лг/цп = 3,81; диаметры делительных окружностей звездочекd\ = 170,45 мм; di = 647,96 мм; сила, действующая на выходнойвал редуктора со стороны цепной передачи, ^ц = 4260 Н, направлена по линии центров звездочек.На рис. 3.13 приведена эскизная компоновка конического зубчатого редуктора. Дальнейшую разработкуконструкциисм.
разд. 13.2.3.4.3. Расчет и эскизное проектирование червячного редуктораУсловие примера. Рассчитать и сконструировать индивидуальный привод, состоящий из ременной передачи и червячногоредуктора (рис. 3.14) последующим данным.Вращающий момент навыходном валу редуктора.Т^ых = T j = 800 Н м. Частотавращения выходного вала'^вых = Пу = 30 мин"\ Продолжительность работы привода (требуемый ресурс) Lh == 20000 ч.
Производствосреднесерийное.Решение. Данный пример относится к случаю 2Рис. 3.14задания исходных данных.Руководствуемся порядкомрасчета, изложенным в гл. 1.Выбор электродвигателя. Для выбора электродвигателя вычислим мощность на выходе (1.3)^вых ^^вых'^вых/^ЗЗО^ЗОО.30/9550 = 2,51 кВт.Потери энергии происходят в ременной и червячной передачах.
По табл. 1.1 находим: Т1р„ = 0,94... 0,96; Г|чп = 0,8.ТогдаЛоб. =(0,94...0,96) 0,8 = 0,75 ...0,77.76Требуемая мощность электродвигателя (1.2)ЛФ=2,51/(0,75...0,77) = 3,35...3,26 КВТ.Рекомендуемые передаточные числа (см. табл. 1.2):-для ременной передачи Wpn = 2 ... 4;- д л я червячной передачи w^n = 16 ... 50.Требуемая частота вращения вала электродвигателя (! .6)^зтр^п-30(2...4)(16...50) = 960...6000 минЛПо табл. 19.28 выбираем электродвигатель АИР10014: Д = 4,0 кхрВт;щ = 1410 мин"'.Кинематические расчеты. Общее передаточное число привода ( -7)Примем передаточное число редуктора г/ред = 18. Тогдадаточное число ременной передачи (1.8) и^^ = ^общ /= 47 /18 = 2,6» '1 •Частоты вращения: выходного вала редуктора П2 = «вы*- ^= 30 мин"', входного вала = П2 u^^j^ = 30 • 18 = 540 мин"'.Определение моментов.
Вращающие моменты, н а г р у ж а ю т ^иевалы: момент на валу червячного колеса Ti = Гвых = 800 Н м;мент на червяке (1.19)11,„)=800/(18-0,8) = 55,5 Н-м.Расчет червячной передачи.1. Ожидаемая скорость скольжения в зацеплении (2.53)V, « 0 , 4 5 - 1 0 - ' = 0,45 • 10-'. 3 0 - 1 8 - V ^ =2,25 м/с:?2. Определение допускаемых напряжений.По табл. 2.10 примем материал для венца червячного колеса бр»к<)нзу марки БрА9ЖЗЛ, отливка в кокиль а^ = 195 Н/мм^; Gb = 490 UJmWМатериал червяка - сталь марки 35ХМ, закалка витков конвол1«<^ного червяка с нафевом ТВЧ, поверхностная твердость 48 ...
53Для материалов группы II при закаленных витках червяка (Я> 45 HF >С)исходное допускаемое напряжение [а]яо = 300 Н/мм^.77Допускаемое контактное напряжение (2.59)Ь]н = [c^Lo - 25V, = 300 - 25 • 2,25 = 244 Н/мм^.Общее число циклов нагружений (2.54)N = 60n,L,=60'30'20000= 3,6\0\Коэффициент долговечности (2.62)^FL=^Vl0V(з,6•10') = 0,67.Исходное допускаемое напряжение изгиба для материалагруппы II венца червячного колеса (2.63)= ОД5а, + 0,08аз = 0,25 • 195 + 0,08 • 490 = 87,95 Н/мм1Допускаемое напряжение изгиба (2.61)[а]^ = Kpj^[а]^о = 0,67 • 87,95 = 58,9 Н/мм13.
Межосевое расстояние червячной передачи (2.64)a^>610^7;/[aj, =610^^/800/244' =145,02 мм.Округляем до стандартного числа (см. табл. 19.1): ^и. = 150 мм.4. Подбор основных параметров передачи. Примем числовитков червяка zj = 2. Число зубьев колеса Z2 = zj и^п = 2 - 18 = 36.Фактическое передаточное число Wф=z2/zl=36/2=18.Предварительные значения:- модуль передачи (2.66)т = (1,4... h 7 ) a j z , = (l,4... l,7)l 50/36 = 5,83... 7,08 мм.Принимаем стандартное значение модуля (см. табл. 2Л1)т * 6,3 мм:- коэффициента диаметра червяка (2.67)g = 2 a ^ / m - z , = 2 - l 50/6,3 - 3 6 = 11,62.Принимаем стандартное значение (см.
табл. 2.11) ^ = 12,5.Коэффициент смещения (2.68)х = аJm-0,5(z,78+ ^) = 150/6,3-0,5(36 +12,5) = -0,44 .5. Геометрические размеры червяка и колеса (см. рис. 2.6).Диаметр делительный червяка (2.70)d,=qm = l 2,5 • 6,3 = 78,75 мм.Диаметр начальный червяка+ 2jc)= 6,3(12,5-2.0,44)= 73,2 мм.Диаметр окружности вершин витков (2.71)+ 2/^ = 78,75 +2-6,3 = 91,35 мм.Диаметр окружности впадин (2.72)df, = d , - 2,4/w = 78,75 - 2,4 • 6,3 = 63,63 мм.Длина нарезанной части червяка (2.73)= (lО + 5,5| jc I + Z,) W = (lО + 5,5| - 0,44 | + 2) 6,3 = 90,85 мм.Округляя до стандартного значения (см.
табл. 19.1), принимаем bi = 90 мм.Диаметр делительный колеса (2.74)= Zj/w = 36 • 6,3 = 226,8 мм.Диаметр окружности вершин зубьев (2.75)d^, =d,+ 2m{l + х)= 226,8 -ь 2 • 6,3(l - 0,44) = 233,86 мм.Диаметр окружности впадин (2.76)d^, = d , - 2w(l,2 - jc) = 226,8 - 2 • 6,з[1,2 - ( - 0,44)] = 206,14 мМ.Диаметр колеса наибольший (2.77)^ dai ++ 2) = 233,86 + 6 • 6,3/(2 4- 2) = 243,3 мм.Округлим до стандартного числа dam = 240 мм.Ширина венца (2.78)=0,355-150 = 53,25 мм.Примем стандартное число 62 = 53 мм.796. Проверочный расчет передачи на контактную прочность.Действительное значение окружной скорости на начальномдиаметре червяка-3,14- 540 • 6,3(12,5 - 2.0,44)/60 ООО = 2,07 м/с.Угол подъема линии витка червяка на начальном цилиндре(2.80)у, = arctg [z, l{q + 2х)] = arctg [2/(l 2,5 - 2 • 0,44)] = 9,7659^Скорость скольжения в зацеплении (2.79)V, - V , , / c o s y , =2,07/cos9,7659^= 2,1 м/с.Уточним значение допускаемого контактного напряжения(2.59)-300-25.2,1 = 247,5 Н/мм".Окружная скорость (м/с) на колесеVj = л d^n^ /60 ООО - 3,14 • 226,8 -30/60 ООО = 0,356 м/с.Коэффициент нагрузки К = 1 при V2 < 3 м/с.Тогда расчетное контактное напряжение (2.81)Z2 +q + 2x1^ 5350(12,5-2-0,44) 36 + 12,5-2-0,441 - 800 = 220,6 Н/М1361150(l2,5-2 •0,44)_что находится в допустимом диапазоне.7.
Коэффициент полезного действия т| червячной передачи.Приведенный угол трения по табл. 2.12 при скорости скольжения Vv = 2,1 м/с равен р = 2°28' = 2,47°.Тогда (2.82)Л - tgy J t g ( y , + р) = tg 9,76597tg(9,7659°+ 2,47°)= 0,794 .808. Силы в зацеплении (см. рис. 2.7).Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке (2.83):F^^ = F^, = 2Tjd^ = 2 • 800.107226,8 = 7055 Н.Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе (2.84):=«фл) = 2.800.107(73,2.18- 0,794) = 1529 Н.Радиальная сила (2.85)iV = F^^ tga/cosy, = 7055 tg207cos 9,7659"" = 2606 Н.9. Проверка зубьев колеса по папряжепиям изгиба. Коэффициент нагрузки= 1,0 (см.
п. 6). Эквивалентное число зубьевчервячного колеса= z j c o s ' у, = 36/cos^ 9,7659° = 37,6.По табл. 2.13 коэффициент=1,6.Расчетное напряжение изгиба (2. 86)т Ь^6,3 • 53что значительно меньше допускаемого [а]/г= 58,9 Н/мм^.10. Тепловой расчет передачи.Мощность на червяке (2.88)7^=0,1 Г,/л = 0,1-800.30/0,794 = 3023 Вт.Поверхность охлаждения корпуса (см. табл. 2.14)^ = 0,47 м^.Коэффициент теплоотдачи АГ^ = 13 ...
18 Вт/(м^-°С). Тогда по формуле (2.89) температура нагрева масла без искусственного охлаждения= (1 - 0,794)3023 /[(13... 18)0,47(l + 0,3)]+ 20'' = 98... 77что не превышает максимально допустимой температуры.Для построения компоновочной схемы следует определитьразмеры отдельных участков валов, имея в виду, что будут применены конические роликовые подшипники.Для входного вала червячного редуктора (3.1)J == 8 ^ / ^ = 30,5 мм.81После округления принимаем t/ = 30 мм.Диаметры других участков вала (3.2) (рис. 3.1):du=Itum = 30 + 2 • 3,5 = 37 мм. Принимаем du = 40 мм.= + Зг = 40 + 3 • 2,5 = 47,5 мм. Округляем до= 48 мм.Размерыдоугихучастков входного вала с циливдрическим концом:- длина посадочного конца/мб = 1,5(i = 1,5 • 30 = 45 мм;-длина промежуточного участка /кб = 2,0(in = 2,0 • 40 = 80 мм.Для выходного вала червячного редуктора (3.1)d = 6 l l l \ = 6 l f m = 5 5 J мм.После округления принимаем d = 56 мм.Диаметры других участков вала (3.2) (см.
рис. 3.1):du=d + 2 t^oH = 56 + 2 • 2,5 = 61 мм. Принимаем dn = 60 мм.= + Зг = 60 + 3 • 3,5 = 70,5 мм. Округляем до= 71 мм.Диаметр t/к принимаем равным ^/бп, т.е. t/к = 71 мм.Размеры других участков выходного вала с коническим концом:-длина посадочного конца /мт = l,5(i= 1,5 • 56 = 84 мм;- длина цилиндрического участка конического конца 0,15(i == 0,15 • 56 « 8 мм:- диаметр dp и длина /р резьбы (3.9) dp « 0,9(<i- 0,1/мт) = 0,9(56 -0,1 • 84) = 42,8 мм, ближайшее стандартное значение dp: М39 х 3;/р = 0,idp = 0,8 • 39 = 31,2 мм.
Округляя, получим /р = 30 мм;- длина промежуточного участка /кт = 1,2 (in = 1 ?2 • 60 = 72 мм;- длина ступицы колеса /ст = ^к = 71 мм.Расчет ременной передачи. Согласно заданию движение на валчервяка передается ременной передачей. Исходные данные: мощность на ведущем шкиве Р = А кВт, частота вращения п = 1410 мин"^Примем для расчета поликлиновой ремень. Результаты расчетавыполненного по [7, 8]: ремень сечения Л; число клиньев 2 = 8;диаметры шкивов = 100 мм, d2 = 265 мм; ширина шкива В = 45 мм;передаточное число Wpn = 2,68; сила, нагружающая вал червяка,Fp = 968 Н.Направление силы Fp принимают по линии центров передачи.На рис. 3.15 приведена эскизная компоновка червячного редуктора. Дальнейшую разработку конструкции см. разд. 13.3.828Рис. 3.15Глава 4КОНСТРУИРОВАНИЕ ЗУБЧАТЫХ, ЧЕРВЯЧНЫХ КОЛЕС,ЧЕРВЯКОВ, ШКИВОВ И ЗВЕЗДОЧЕКПо результатам разработки эскизного проекта были вычерчены контуры зубчатых или червячных колес и червяков. Следующим шагом является конструктивная отработка их формы.4.1.
Цилиндрические зубчатые колеса внешнего зацепленияФорма зубчатого колеса может быть плоской (рис. 4.1, а, б)или с выступающей ступицей (рис. 4.1, в). Значительно реже(в одноступенчатых редукторах) колеса делают со ступицей, выступающей в обе стороны.Торцы ступицы определяют положение колеса на валу. Торцызубчатого венца используют для установки заготовки при нарезании зубьев.На рис. 4.1, а-в показаны простейшие формы колес, применяемые при единичном и мелкосерийном производстве. При небольшихдиаметрах колес их изготовляют из прутка, а при больших - заготовки получают свободной ковкой с последующей токарной обработкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
