Проэктирование привода рабочей машины

=   МПа < МПа

Расчет зубьев при кратковременной перегрузке.

Максимальное  контактное напряжение

,    (43)

 

где - допустимое max контактное напряжение, МПа.

     (44)

МПа.

 

 

 

 

         МПа    <    =1540 МПа.

Максимальное напряжение изгиба, МПа

,    (45)

где   - допускаемое max напряжение изгиба, МПа

     (46)

 МПа.

  МПа < = 630 МПа.

Силы в зацеплении:

окружная     Н;

осевая     Н;

радиальная    Н.

 

 

3.3 Расчет быстроходной  ступени редуктора

 

Исходные данные: ; ; ; u = 5

Коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния

(табл. 8.4 [1]).

Коэффициент       (23)

.

Коэффициент концентрации нагрузки (рис. 8.15 [1])

Межосевое расстояние,       (24)

        м.

По ряду принимаем    мм.

Ширина колеса, мм   (25) 

      мм, принимаем    мм.

Коэффициент (табл. 8.5 [1]). 

Нормальный  модуль, мм  (26)

  мм.

Принимаем стандартный  модуль   мм (табл. 8.1 [1]).

Делительные диаметры, мм       (27, 28)

=  мм.

 

=         мм.

Коэффициент осевого перекрытия =1,2.

Угол наклона зубьев    (29)

0,     ,           °.

Число зубьев шестерни и  колеса

 

 

 

   (табл. 8.6 [1]). 

         , принимаем   .

      .

Угол наклона зубьев по межосевому расстоянию, °    (32)

   ,           °.

Окружная скорость, м/с   (14)

     м/с.

Назначаем 9 степень  точности (табл. 8.2. [1]).

Коэффициент динамической нагрузки (табл.8.3 [1])

Коэффициент      (33)

 .

Коэффициент       (34)

1, .

Коэффициент     (35)

0, .

Угол зацепления =20°.

Контактные  напряжения, МПа   (36)

        МПа ≤ МПа.

Эквивалентное число зубьев шестерни и колеса  (37)

  .

   .

Коэффициент формы зуба шестерни и колеса при (рис. 8.20 [1])

  ,   .

          ,            .

Далее расчет ведем  по колесу, т.к. для него меньшее соотношение .

Коэффициент неравномерности  нагрузки одновременно зацепляющихся  пар зубьев (табл. 8.7 [1]).

Коэффициент,         (38)

0,     .

Коэффициент        (39)

 

0,     .

Коэффициент динамической нагрузки, (табл.8.3 [1]).

Коэффициент концентрации нагрузки, (табл. 8.15 [1]).

Коэффициент         (40)

         .

 

 

 

Окружная сила в зацеплении, Н (41)

       Н.

Напряжение  изгиба, МПа            (42)

=   МПа < МПа

Максимальное  контактное напряжение      (43)

         МПа < =1540 МПа.

Максимальное  напряжение изгиба, МПа

  МПа < = 630 МПа.

 

 

4 Расчет основных  элементов редуктора

 

Толщина стенки корпуса редуктора, мм

      (47)

  мм.

Толщина стенки крышки редуктора, мм

      (48)

  мм.

Толщина верхнего фланца корпуса, мм

      (49)

        мм.

Толщина нижнего фланца корпуса, мм

      (50)

            мм.

Толщина фланца крышки редуктора, мм

      (51)

мм.

Диаметр фундаментных болтов, мм

     (52)

  мм.

Число фундаментальных  болтов

,     (53)

где   - длина и ширина основания корпуса,

мм, мм.

 

     , принимаем      .

Диаметр болтов, стягивающих корпус у бобышек, мм

      (54)

     мм.

Диаметр болтов, стягивающих фланцы корпуса и  крышки, мм

 

 

 

      (55)

 

 

     мм.

Ширина опорной  поверхности нижнего фланца корпуса, мм

      (56)

где   - ширина фланца,      мм.

     мм.

Толщина ребер  корпуса, мм

      (57)

   мм.

Минимальный зазор  между колесом и корпусом, мм

      (58)

  мм.

Потребный диаметр валов  редуктора, м

     (59)

где   - допускаемое касательное напряжение, МПа [1].

 м, принимаем  =  мм.

 м, принимаем  =  мм.

 м, принимаем  =  мм.

 

 

5 Проверочный  расчет вала

 

Проверяем выходной вал редуктора на усталостную  прочность. Материал вала сталь 45 улучшенная, , .

Плоскость XOY (рис.2)

Изгибающий  момент .

Опорные реакции:

;    ;    ;

  Н.

;    ;    ;

  Н.

Рисунок 2 –  К прочностному расчету вала

 

 

 

 

Изменяем направление  на противоположное.

Проверка:   ,

.

 

Изгибающий  момент в т.C слева

  
Изгибающий момент в т. C справа

Плоскость XOZ

Усилие на вал  от муфты  .

Опорные реакции:

;   ;    ;

;

 

Изменяем направление  на противоположное.

;    ;

;

 Н.

Проверка:  ;  ;

.

Изгибающий  момент в т.

.

Изгибающий  момент в т.

.

Суммарный изгибающий момент,

.

.

.

Запас сопротивления  усталости

    (60)

где   ;        (61)

;     (62)

где   - предел выносливости, [2];

- предел выносливости,   [2];

- амплитуды циклов напряжений, ;

- средние напряжения циклов, ;

;     (63)

 

;     (64)

- эффективные коэффициенты концентрации  напряжений

- масштабный коэффициент и  коэффициент качества обработки  поверхности вала;

- коэффициенты, учитывающие материал вала.

Для т.

;

;

;    для гантели

;  ;

;   .

     ;     ;

Для т.

;

;

;    для шпоночного паза;

;  ;

;   .

        ;        ;

 

 

6 Расчет подшипников  выходного вала

 

Для выходного  вала редуктора выбираем подшипники 2 ГОСТ 8338-75 с каталожной динамической грузоподъемностью , статической грузоподъемностью .

Радиальная  нагрузка на подшипник 

;

на подшипник 

;

 

 

 

 

 

Расчет выполняем  для подшипника как более нагруженного.

Осевая нагрузка на подшипник  .

Частота вращения вала .

Необходимая долговечность  .

Коэффициент вращения внутреннего кольца .

Коэффициент безопасности .

Температурный коэффициент  .

Отношение

     .

По табл. 6.1 [1] этому соответствует  ,

Поскольку , то

         ;     .

Эквивалентная нагрузка

      (65)

;

По табл. 21 [1] приложения          , следовательно потребная динамическая грузоподъемность

Оставляем выбранный  подшипник.

 

 

7 Расчет шпонок  редуктора

 

Для шпонок выбираем сталь 45 с  [2].

Потребная длина  шпонки, м

     (66)

где   - диаметр вала, м;

- высота шпонки, м;

- крутящий момент на валу  в  .

Для хвостовика входного вала выбираем шпонку призматическую ГОСТ 10748-79  х      мм.

,

принимаем .

Для колеса промежуточного вала -   х  мм.

,

принимаем .

 

Для колеса выходного  вала -   х  мм.

,

принимаем .

Для хвостовика выходного вала -   х  мм.

,

принимаем .

 

 

8 Выбор муфты

 

 

Крутящий момент на валу , диаметр вала . Выбираем муфту

,    .

 

9 Описание системы  смазки

 

Закрытые зубчатые передачи при окружной скорости обычно смазывают окунанием в жидкую масляную ванну. Количество жидкой смазки выбирают из расчета 0,35 л на 1 кВт передаваемой мощности. Расстояние между наибольшим колесом и днищем корпуса не менее (5÷10)m. Быстроходное колесо погружают на (2÷3)m, тихоходное колесо до 1/3 диаметра. Выбираем масло индустриальное 20 ГОСТ 20799-75. Масло заливают через смотровое отверстие. Сливают загрязненное масло через сливное отверстие, закрываемое пробкой. Контролируют уровень масла с помощью двух отверстий в корпусе, заглушенных пробками. Подшипники смазывают разбрызгиванием.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1 Н.Ф. Киркач, О.А. Баласанян. Расчет и проектирование  деталей машин – Харьков, «Высшая школа», 1988 – ч 1,2.

2 Иванов М.Н.  Детали машин – М.: Высшая школа, 1991. – 383 с.

3 Шейнблит А.Е.  Курсовое проектирование деталей  машин – М,: Высшая школа, 1991. –  432 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формат	Лист		поз.	Обозначение		Наименование		Кол.		Примеч.
						Документация
				ПРМ -     00.0    .0   .02.000		Сборный чертеж
						Сборные единицы
			1	ПРМ -     00.0    .0   .12.000		Крышка смотровая		1
						Детали
			2	ПРМ -     00.0    .0   .02.002		Корпус		1
			3	ПРМ -     00.0    .0   .02.003		Крышка редуктора		1
			4	ПРМ -     00.0    .0   .02.004		Вал-шестерня		1
			5	ПРМ -     00.0    .0   .02.005		Вал-шестерня		1
			6	ПРМ -     00.0    .0   .02.006		Вал		1
			7	ПРМ -     00.0    .0   .02.007		Колесо		1
			8	ПРМ -     00.0    .0   .02.008		Колесо		1
			9	ПРМ -     00.0    .0   .02.009		Крышка		1
			10	ПРМ -     00.0    .0   .02.0010		Крышка		1
			11	ПРМ -     00.0    .0   .02.0011		Крышка		2
			12	ПРМ -     00.0    .0   .02.0012		Крышка		1
			13	ПРМ -     00.0    .0   .02.0013		Крышка		1
			14	ПРМ -     00.0    .0   .02.0014		Кольцо		1
			15	ПРМ -     00.0    .0   .02.0015		Кольцо		1
			16	ПРМ -     00.0    .0   .02.0016		Пробка сливная		1
			17	ПРМ -     00.0    .0   .02.0017		Пробка контрольная		2
						Стандартные изделия
			18			Подшипник 2		2
						ГОСТ 8338-75
			19			Подшипник 3		2
						ГОСТ 8338-75
			20			Подшипник 3		2
						ГОСТ 8338-75
			21			Манжета 1-    х        х		1
						ГОСТ 8752-79
Формат	Лист	Поз.			Обозначение		Наименование		Кол.		Примеч.
		22					Манжета 1-    х        х		1
							ГОСТ 8752-79
		23					Штифт 6h10х20		2
							ГОСТ 3129-70
							Шпонки ГОСТ 10748-79
		24					х         х		1
		25					х         х		1
		26					х         х		1
		27					х         х		1
							Болты ГОСТ 7798-70
		28					М8 - 6g x 15		40
		29					М12 - 6g x 45		6
		32					М16 - 6g x 110		6
							Гайки ГОСТ 5915-70
		30					М12 – 6H. 5		6
		33					М16 – 6H. 5		6
							Шайбы ГОСТ 6402-70
		31					12.65Г		6
		34					16.65Г		6
		35					8.65Г		40