. Ориентировочные соотношения размеров (мм) основных элементов литого корпуса редуктора
Параметры корпусных деталей
Формула
1. Толщина стенки корпуса
10
П р и м е ч а н и е. Здесь ТТИХ =770 Н*м - крутящий момент на тихоходном валу.
11. Расчёт редуктора на нагрев. Нахождение объёма масла.
Расчёт редуктора на нагрев.
Для передач, работающих при постоянной нагрузке в течении времени, достаточного для появления установившегося теплового режима, надо обеспечить условие
N дв = T им * им / общ = 460 * 13.0 / 0.58= 10310Вт = 10.3 кВт Расчетная мощность получилась N дв = 10.3 кВт Подходящий по мощности двигатель будет - электродвигатель переменного тока 4А132 М4 У3 с мощностью N дв = 11 кВт.
Крутящий момент двигателя посчитается по формуле :
T дв = N дв / дв = 11000 / 157 = 70.06 Н*м
С учетом полученных результатов можно вычислить следующее :
. Крутящий момент на быстроходном валу :
T б(1) = T вх = T дв * м1 * K D = 70.06 * 0.82 * 1.3 = 74.68 H*м
. Промежуточный момент :
T п(2) = T б(1) * пл * i пл = 74.68 * 0.9 * 4.2 = 282.29 H*м
. Крутящий момент на тихоходном валу :
T т(3) = T п(2) * ц.п. * i ц.п. = 282.29 * 0.96 * 2.84 = 769.64 H*м
Проверка:
Зная, что T т(3) = T им / м2 = 460 / 0.82 = 560.98 H*м
4 = 5 а) для колеса 4 Т п. / 0.2 * d 3кол4 = Т тих / 0.2 * d 3кол5 d кол4 = d кол5 * ( Т п / Т тих)1/3 = 50 * ( 282.29 / 770 )1/3 38 мм б) для подшипников d пш = = d кол4* ( 1.15...1.4 ) 40 мм
в) для водила Н d водН = d пш* ( 1.15...1.4 ) 44 мм
8. Проверочный расчёт валов
Условные обозначения : Ft, Fr – окружная и радиальная силы; -1, -1 – пределы выносливости,
a, m – постоянные составляющие цикла напряжений; K, K - эффективные к-ты концентрации; Kd , KF – масштабныё фактор и фактор шероховатости; , - к-ты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости.
8.1. Быстроходный вал
Исходные данные:
Tбх = 75 Н*м ; m = 3.5 мм ; z1 = 18
Задание: Выполнить расчёт вала и
1. Приближённо оценим средний диаметр вала при [] = 15 МПа
=30 мм
2. Определим силы в зацеплении:
= 2380 Н
= 866 Н
3. Наиболее опасным является сечение рядом с подшипником B, ослабленное галтелью, где :
= 88.6 Н*м
Напряжение изгиба:
= 33 МПа
Напряжение кручения:
=14 МПа
Эквивалентное напряжение:
= =79МПа
320 МПа
4. Так как вал работает при достаточно больших скоростях, выберем легированную сталь 20Х, у которой:
650 МПа
400 МПа
260 МПа
130 МПа
= 7 МПа
Для галтели
1.7
1.4 (табл. 15.1 [3])
По графику (рис.15.5 [3]),
0.75
По графику (рис.15.6 [3]), для шлифованного вала
1
Для легированных сталей
0.15
0.1
= 19
= 3.5
Запас сопротивления усталости определяют по формуле:
=3.4
Прочность быстроходного вала обеспечена.
8.2. Промежуточный вал
Исходные данные:
Tпр = 282 Н*м ; m = 6 мм ; z4 = 26
Задание: Выполнить расчёт вала
1. Приближённо оценим средний диаметр вала при [] = 30 МПа
=38 мм
2. Определим силы в зацеплении:
= 3615 Н
= 1316 Н
3. Наиболее опасным является сечение под шестернёй, где :
= 108 Н*м
Напряжение изгиба:
= 20 МПа
Напряжение кручения:
=26 МПа
Эквивалентное напряжение:
= =50МПа
272 МПа
4. Так как вал работает при средних скоростях, выберем легированную сталь 45, у которой:
600 МПа
340 МПа
240 МПа
120 МПа
= 13 МПа
Для шпоночного паза
1.7
1.4 (табл. 15.1 [3])
По графику (рис.15.5 [3]),
0.75
По графику (рис.15.6 [3]), для шлифованного вала
1
Для среднеуглеродистых сталей
0.1
0.05
= 5.3
= 4.8
Запас сопротивления усталости определяют по формуле:
=3.5
Прочность промежуточного вала обеспечена.
8.3. Тихоходныйвал
Исходные данные:
Tтх = 770 Н*м ; m = 6 мм ; z5 = 75
Задание: Выполнить расчёт вала и подобрать подшипники на опорах.
1. Приближённо оценим средний диаметр вала при [] = 30 МПа
=50 мм
2. Определим силы в зацеплении:
= 3422 Н
= 1246 Н
3. Наиболее опасным является сечение под шестернёй, где :
= 91 Н*м
Напряжение изгиба:
= 7.3 МПа
Напряжение кручения:
=31 МПа
Эквивалентное напряжение:
= =54МПа
272 МПа
4. Так как вал работает при средних скоростях, выберем легированную сталь 45, у которой:
600 МПа
340 МПа
240 МПа
120 МПа
= 15 МПа
Для шпоночного паза
1.7
1.4 (табл. 15.1 [3])
По графику (рис.15.5 [3]),
0.75
По графику (рис.15.6 [3]), для шлифованного вала
1
Для среднеуглеродистых сталей
0.1
0.05
= 13.9
= 3.9
Запас сопротивления усталости определяют по формуле:
=3.7
Прочность тихоходного вала обеспечена.
9. Подбор и расчёт подшипников на валах и опорах.
Расчёт на смятие шпоночных соединений
9.1 Быстроходный вал
Подбор подшипников
Условные обозначения: n – частота вращения вала, Lh – долговечность, С, С0 – динамическая, статическая грузоподъёмность, X,Y – к-ты радиальной и осевой нагрузки , V – к-т вращения, Кб – к-т безопасности, КТ – температурный к-т, КНЕ – к-т режима нагрузки, LHE – эквивалентная долговечность.
Необходимо подобрать подшипники, используя данные:
d = 30 мм n = 1500мин-1 Lh = 12000ч
Назначим радиальные сферические двухрядные шарикоподшипники лёгкой серии диаметра, условное обозначение 1206, для которых по каталогу Спасп = 11968 Н, С0=5807 Н
D = 62 мм, B=16 мм, nж = 10000мин-1, DT = 7.94, z =14
Определим эквивалентную нагрузку по формуле:
, где
Fr = 866 H – радиальная нагрузка, Fa =0 – осевая нагрузка, V = 1, Kб = 1.3, KT=1 (стр. 335 [3])
Тогда
Pr = 866 H
KHE = 0.25 (стр. 173 [3])
LHE = KHE *Lh = 3000 ч
LE = 60*10-6*n* LHE= 270 млн.об.
Тогда
С= Pr (LE)1/3 = 5600 Н
С < Спасп- условие выполняется, следовательно данные подшипники подходит для нашего случая.
Расчет на смятие
Исходные данные:
Т = 75 Н*м
d = 26 мм , b = 8 мм, h = 7 мм ,
t1= 4 мм, t2= 3.3 мм , l = 28 мм
Необходимо рассчитать шпоночное соединение на прочность.
60 МПа
Условие прочности на смятие обеспечено.
9.1 Промежуточный вал
Подбор подшипников
Необходимо подобрать подшипники, используя данные:
d = 40 мм n = 365мин-1 Lh = 12000ч
Назначим радиальные сферические двухрядные шарикоподшипники лёгкой серии диаметра, условное обозначение 1208, для которых по каталогу Спасп = 14813 Н, С0=8554 Н
D = 80 мм, B=18 мм, nж = 10000мин-1, DT = 8.73, z =17
Определим эквивалентную нагрузку по формуле:
, где
Fr = 1316 H – радиальная нагрузка, Fa =0 – осевая нагрузка, V = 1, Kб = 1.3, KT=1 (стр. 335 [3])
С < Спасп- условие выполняется, следовательно данные подшипники подходит для нашего случая.
Расчет на смятие
Исходные данные:
Т = 282 Н*м, d = 40 мм , b = 12 мм , h = 8 мм , t1= 5 мм , t2= 3.3 мм , l = 50 мм
Необходимо рассчитать шпоночное соединение на прочность.
70.5 МПа
Условие прочности на смятие обеспечено.
9.1 Тихоходный вал
Подбор подшипников
Необходимо подобрать подшипники, используя данные:
d = 50 мм n = 124мин-1 Lh = 12000ч
Назначим радиальные сферические двухрядные шарикоподшипники лёгкой серии диаметра, условное обозначение 1210, для которых по каталогу Спасп = 16677 Н, С0=10791 Н
D = 90 мм, B=28 мм, nж = 10000мин-1, DT = 9.53, z =18
Определим эквивалентную нагрузку по формуле:
, где
Fr = 1246 H – радиальная нагрузка, Fa =0 – осевая нагрузка, V = 1, Kб = 1.3, KT=1 (стр. 335 [3])
С < Спасп- условие выполняется, следовательно данные подшипники подходит для нашего случая.
Расчет на смятие
Исходные данные:
Т = 770 Н*м, d = 50 мм , b = 16 мм , h = 10 мм , t1= 6 мм , t2= 4.3 мм , l = 45 мм
Необходимо рассчитать шпоночное соединение на прочность.
137 МПа
Условие прочности на смятие обеспечено.
Литература:
Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. М.: Машиностроение. В3-х т. 1979. Т. 1. 728 с.
Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. М.: Машиностроение. В3-х т. 1979. Т. 2. 559 с.
Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. М.: Высш. шк., 1991. 383 с.
Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин: Курсовое проектирование. Учеб. пособие для машиностроит. вузов. М.: Высш. шк., 1975. 554 с.
Курсовое проектирование деталей машин / В.Н. Кудрявцев, Ю.А. Державин, И.И. Арефьев и др.; Под общ. ред. В.Н. Кудрявцева : Учебное пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов .- Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. 400 с.
Содержание:
Техническое задание …………………………………………………………….
Техническая характеристика……………………………………………….
Прочие условия……………………………………………………………….
Задание на проектирование……………………………………….…………
Разработка структурной схемы электромеханизма. Структурный. анализ закрытой механической передачи………………………………………………