ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Эскизная компоновка редуктора

Эскизная компоновка служит для приближенного определения положения зубчатых колес для последующего определения опорных реакций.

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную линию, затем две вертикальных – оси валов на расстоянии a_w=90 мм.

Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников, шестерня выполнена заодно с валом. Ступица колеса выполняется симметрично относительно диска.

Очерчивается внутренняя стенка корпуса редуктора, принимая зазор между торцом ступицы колеса и стенкой 10 мм, и принимая, что зазор от внутренней стенки до торца подшипника 10 мм.

Так как редуктор с вертикальными валами, то необходимо отделить камеру корпуса подшипника от картера корпуса мазеудеживающим кольцом. Таким образом, размещаем подшипник на расстоянии от внутренней стенки корпуса.

Зазор от внутренней стенки корпуса до окружности вершин зубчатых колес принимается равным .

Замерами определяются расстояния:

- на ведущем валу: ; ; .

- на ведомом валу: ; ; .

Проверочный расчет подшипников выходного вала

Определение сил, действующих на валу

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

В закрытой прямозубой цилиндрической передаче осевое усилие отсутствует.

Выбор расчетной схемы вала, определение опорных реакций, построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

Расчетная схема выходного вала показана на рисунке 5.

Определяются реакции опор:

В плоскости XOZ:

;

Где – окружная сила в зацеплении закрытой цилиндрической передачи;

– окружная сила в зацеплении открытой конической передачи;

- расстояние между точками приложения реакций подшипников

ведомого вала;

;

Проверка: .

В плоскости YOZ:

;

где – радиальная сила в зацеплении закрытой цилиндрической передачи;

- осевая сила в зацеплении открытой конической передачи;

– радиальная сила в зацеплении открытой цилиндрической передачи;

- средний делительный диаметр колеса.

; ;

Проверка:

Рисунок 5 – Расчетная схема выходного вала

Определяются суммарные реакции:

- реакция опоры в плоскости XZ;

- реакция опоры в плоскости YZ;

- реакция опоры в плоскости XZ;

- реакция опоры в плоскости YZ;

Отношение , этой величине соответствует

Отношения:

, так как отношение меньше , то осевая сила не учитывается.

Выбираются подшипники по наиболее нагруженной опоре – опоре В.

Эквивалентная нагрузка:

где - осевая расчетная нагрузка на подшипник;

V - коэффициент, зависящий от того, какое кольцо подшипника вращается, при вращении внутреннего кольца V=1.0

- коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки, ;

- температурный коэффициент, ;

6.3 Определение динамической грузоподъемности и расчетной долговечности

Динамическая грузоподъемность:

, следовательно, грузоподъемность подшипников обеспечена.

Расчетная долговечность, млн. об:

Расчетная долговечность подшипника:

Подшипник пригоден.

7. Уточненный расчет выходного вала

При расчете коэффициента запаса усталостной прочности принимают, что напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу, а напряжения кручения – по отнулевому. Выбор отнулевого цикла для напряжения кручения основан на том, что большинство валов передает переменное по значению, но постоянные по направлению вращающие моменты.

Определяем амплитуду симметричного цикла нормальных напряжений при изгибе вала в опасных сечениях:

и амплитуду от нулевого цикла касательных напряжений при кручении вала:

где - результирующий изгибающий момент в рассматриваемом опасном сечении;

T – крутящий момент на валу.

Моменты сопротивления изгибу и кручению нетто – сечения вала:

Подставляем численные значения в формулы:

При совместном действии изгиба и кручения запас усталостной прочности определяют по формуле:

где - запас сопротивления усталости только по изгибу;

- запас сопротивления усталости только по кручению;

В зависимости от марки стали 45, принимаем следующие характеристики:

где - предел выносливости материала вала при симметричном цикле нагружения

- масштабный фактор, принимаем ;

- коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла напряжения на сопротивление усталости, принимается в зависимости от материала, для легированных сталей коэффициент равен =0.15;

– среднее напряжение цикла, для симметричного цикла равен 0.

Подставляя численные значения в формулу получим:

Коэффициент запаса сопротивления усталости вычисляется по формуле:

где - предел выносливости материала вала при симметричном цикле нагружения;

- коэффициент, учитывающий влияние постоянной составляющей цикла напряжения на сопротивление усталости для легированных сталей;

Коэффициент запаса прочности

Условие прочности выполняется, т.к. S=2.361 > [S]=1.5

8. Расчет шпоночных соединений

Для расчётного вала применяем призматические шпонки по ГОСТу 23360-78.

Условие прочности:

где – площадь смятия, мм²;

–окружная сила на колесе или шестерне, Н.

8.1 Проверочный расчёт шпонок вала шестерни

На вал шестерни устанавливаем одну шпонку под диаметр

Определяем параметры шпонки:

Рабочая длина шпонки

–интервал допускаемого напряжения на смятие, Н/мм².

Снижаем значение допускаемого напряжения на 20…25% вследствие колебаний нагрузки.

Тогда шпонка пригодна.

8.2 Проверочный расчёт шпонок вала колеса

Проверяем шпонку 1-й ступени тихоходного вала под шестерней открытой передачи ( ): .

Снижаем значение допускаемого напряжения на 20…25% вследствие колебаний нагрузки.

Тогда , шпонка пригодна.

Проверяем шпонку 3-й ступени тихоходного вала под колесом закрытой передачи ( )): .

Допускаемые напряжения уменьшили в два раза в виду неоднородности материалов соединяемых деталей.

9. Смазывание редуктора

9.1 Выбор масла

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от “заедания”, “задиров”, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

В редукторе применяем картерную систему смазки.

Для того чтобы выбрать необходимую марку масла, нужно вычислить окружную скорость:

м/с

В зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колёс принимается масло ИГА - 32.

Смазка осуществляется окунанием и разбрызгиванием (картерная система смазки).

Уплотнительные устройства применяются для предохранения от вытекания смазки из подшипниковых узлов, а так же для предотвращения попадания пыли и влаги извне. В проектируемом редукторе в качестве уплотнительных устройств используем манжетные уплотнения.

Объем масла ИГА-32 требуемый для заливки в редуктор составляет 1,6 литра, из соотношения 0,4...0,8л на 1 КВт передаваемой мощности.

9.2 Выбор манжеты

Манжеты выбираем резиновые армированные по ГОСТ 8752-79 под диаметр упорной втулки d 2 =35 для тихоходного вала.

Со следующими характеристиками: Манжета 2.1-35 x58-1 ГОСТ 8752-79

Рисунок 6 – Манжета

10. Порядок сборки узла выходного вала

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом узла выходного вала.

В ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранный вал устанавливают в корпус редуктора в вертикальном положении, таким образом, сборка узла выходного вала производится в осевом направлении. Надевают крышку корпуса. После этого в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозной крышки устанавливают манжету. Проверяют проворачиванием вала отсутствие заклинивания подшипников (вал должен проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.

Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку, устанавливают шестерню открытой передачи и закрепляют ее торцовым креплением.

11. Эскизы стандартных изделий

1.Болты с шестигранной головкой (ГОСТ 7798-70), мм

Рисунок 5 – Эскиз болта

d	S	H	D	l	l₀
			11,55

2. Резиновые армированные манжеты для валов (8752-79), мм

Рисунок 6 – Эскиз манжеты

Диаметр вала, d	h₁	D

3. Подшипники шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75)

Рисунок 7 – Эскиз шарикового подшипника

Обозначение	размеры, мм	Грузоподъёмность, кН
d	D	B	r	С_r	C_o
					25,5	13,7
					32,0	17,8

4. Конец вала конический (ГОСТ12081-72), мм

Рисунок 8 – Концы валов конические

d	l₁	l₂	d_ср	b	h	t₁	t₂	d₁
			22,9			3,0	2,3	M16×1,5

5.Шайба на конце вала ГОСТ 14734-69

Рисунок 9 – Эскиз шайбы стопорной

мм	D, мм	H, мм	A, мм	d, мм	мм	c, мм

6. Шайба пружинная (ГОСТ 6402-70)

Рисунок 10 – Эскиз пружинной шайбы

Номинальный диаметр резьбы болта, винта, шпильки	d	b	s
	6,1	1,6	1,6

7. Шпонки призматические ГОСТ 23360-78.

Рисунок 11 - Эскиз шпонки призматичекой

Диаметр вала,d	Сечение шпонки	Глубина паза	Длина L
b	h	вала t₁	ступицы t₂
				3,3
				3,3
			5,5	3,8

Список литературы

1. А.Е. Шейнблит, «Курсовое проектирование деталей машин», М., «Высшая школа», 2002.

2. А.Р. Тарасов, В.П. Балдаев, , "Расчет открытых передач". Улан-уде.: Издательство ВСГТУ, 2006.

2. П.Ф. Дунаев, О.П. Леликов, “ Конструирование узлов и деталей машин “.М.: «Академия» 2006.

3. Л.В. Курмаз, А.В. Скойбеда; Детали машин. Проектирование – М., 2004г.

4. Курсовое проектирование деталей машин. Учеб. пособие. / А.Е. Шейнблит . Изд. 2-е, перераб. и дополн. - Калининград: Янтар. сказ., 2002 - 454 с.: ил., черт. - Б. ц.

5. Справочник конструктора-машиностроителя. Том 1 / В.И.Анурьев. Изд. 9-е перераб. и дополн. - М.: Машиностроение, 2006 - 928 с.: ил.

6. Детали машин. Проектирование. Учеб. пособие. / Л.В.Курмаз, А.Т.Скойбеда. - Минск: УП "Технопринт", 2001 - 292 с.