Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Февраля 2013 в 15:25, курсовая работа
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди остальных отраслей народного хозяйства, т.к. остальные производственные процессы выполняют машины. На основе развития машиностроения осуществляются комплексная механизация и автоматизация производственных процессов в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, на транспорте.
КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ ИСХОДНОГО КОНТУРА X= 0
ОКРУЖНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FT= 13111.583984375 H
РАСПОРНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FR= 4772.61669921875 H
ОСЕВАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FA= 2511.61962890625 H
1. РАСЧЕТНЫЕ ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ 523 МПа
МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ A= 180 ММ
МОДУЛЬ НОРМАЛЬНЫЙ MN= 3.150000095367432 ММ
ЧИСЛО ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ Z1= 17
ЧИСЛО ЗУБЬЕВ КОЛЕСА Z2= 95
ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ШЕСТЕРНИ D1= 54.64285659790039 ММ
ДИАМЕТР ВЫСТУПОВ ШЕСТЕРНИ DA1= 60.94285583496094 ММ
ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА D2= 305.3571472167969 ММ
ДИАМЕТР ВЫСТУПОВ КОЛЕСА DA2= 311.6571350097656 ММ
ШИРИНА ВЕНЦА ШЕСТЕРНИ B1= 62.70000076293945 ММ
ШИРИНА ВЕНЦА ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА B2= 56.70000076293945 ММ
УГОЛ НАКЛОНА ЗУБЬЕВ B3= .2003347426652908 РАД
КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ
ОКРУЖНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FT= 2888.81396484375 H
РАСПОРНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FR= 1051.5283203125 H
2. РАСЧЕТНЫЕ ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ 634 МПа
МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ A= 140 ММ
МОДУЛЬ НОРМАЛЬНЫЙ MN= 2.5 ММ
ЧИСЛО ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ Z1= 17
ЧИСЛО ЗУБЬЕВ КОЛЕСА Z2= 93
ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ШЕСТЕРНИ D1= 43.27272796630859 ММ
ДИАМЕТР ВЫСТУПОВ ШЕСТЕРНИ DA1= 48.27272796630859 ММ
ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА D2= 236.7272644042969 ММ
ДИАМЕТР ВЫСТУПОВ КОЛЕСА DA2= 241.7272644042969 ММ
ШИРИНА ВЕНЦА ШЕСТЕРНИ B1= 50.09999847412109 ММ
ШИРИНА ВЕНЦА ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА B2= 44.09999847412109 ММ
УГОЛ НАКЛОНА ЗУБЬЕВ B3= .1892645508050919 РАД
КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ ИСХОДНОГО КОНТУРА X= 0
ОКРУЖНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FT= 3726.3134765625 H
РАСПОРНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FR= 1356.378051757812 H
ОСЕВАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FA= 713.8025512695312 H
3. РАСЧЕТНЫЕ ДОПУСКАЕМЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ 1061 МПа
МЕЖОСЕВОЕ РАССТОЯНИЕ A= 100 ММ
МОДУЛЬ НОРМАЛЬНЫЙ MN= 2 ММ
ЧИСЛО ЗУБЬЕВ ШЕСТЕРНИ Z1= 15
ЧИСЛО ЗУБЬЕВ КОЛЕСА Z2= 83
ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ШЕСТЕРНИ D1= 30.61224365234375 ММ
ДИАМЕТР ВЫСТУПОВ ШЕСТЕРНИ DA1= 35.08283233642578 ММ
ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ ДИАМЕТР ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА D2= 169.3877563476562 ММ
ДИАМЕТР ВЫСТУПОВ КОЛЕСА DA2= 172.9171752929688 ММ
ШИРИНА ВЕНЦА ШЕСТЕРНИ B1= 37.5 ММ
ШИРИНА ВЕНЦА ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА B2= 31.5 ММ
УГОЛ НАКЛОНА ЗУБЬЕВ B3= .2003347426652908 РАД
КОЭФФИЦИЕНТ СМЕЩЕНИЯ ИСХОДНОГО КОНТУРА X= .1176470592617989
ОКРУЖНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FT= 5207.6962890625 H
РАСПОРНАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FR= 1895.601440429688 H
ОСЕВАЯ СИЛА В ЗАЦЕПЛЕНИИ FA= 1057.46728515625 H
13. Диаметры валов (стр.43 [3])
а) тихоходный вал
Принимаем 68 мм
Принимаем 78мм
Принимаем 88 мм
dв ³ dn
б) промежуточный вал
Принимаем 55 мм
Принимаем 45 мм
Принимаем 55 мм
dк ³ dn; dБП £ dк
в) быстроходный вал
Принимаем 30 мм
dп = 38 мм
14. Проектировочный расчет валов.
а) быстроходный вал
MxA = -Ft1 × в + хB × (в + с) = 0,
хB = (Ft1 × в) / (в + с) = (2794,69 × 215) / (215 + 77) = 2057,73Н
xA – Ft1 + xв = 0
хА = Ft1 – xв = 2794,69 – 2057,73 = 736,96 Н
МА = (Fa1 × d) / 2 = (535,34 × 0,048) / 2 = 12,85 Н×м
MyA = МА – Ft1 × в + Ув × (в + с) - SA = 0
где SA = 456 Н
yB = (Fr1 × в – МА + SA) / (в + c)] =
= (1017,27 × 0,215 – 12,85 + 456) / 0,292 = 750,5 Н
УА – Fr1 + Ув + SA = 0
УА = Fr1 – Ув – SA = 1017,27 – 750,5 – 456 = -189,23 Н
I уч. 0 £ х1 £ а
MUx1 = 0
MUy1 - SА × х1 = 0
MUx1 = S × x1 = 456 × 0 = 0
456 × 0,247 = 112,63 Н×м
II уч. 0 £ х2 £ в
MUx2 – xa × x2 = 0
MUx2 = xa × x2 = 736,96 × 0 = 0
736,96 × 0,215 = 158,39 Н×м
MUy2 – yА × x2 – SА × (а + х2) = 0
MUy2 = -189,23 × 0 + 456 × (0,247 + 0) = 112,63 Н×м
-189,23 * 0,215 + 456 * (0,247 + 0,215) = 169,98Н*м
III уч. 0 £ х3 £ c
- MUx3 + xB × x3 = 0
MUx3 = 2057,73 × 0 = 0
2057,73 × 0,077 = 158,45 Н×м
- MUy3 + yB × x3 = 0
MUy3 = 750,5 × 0 = 0
750,5 × 0,077 = 57,79 Н×м
б) промежуточный вал.
MxA = -хB × (а + в + с) – Ft2 × (a + в) – Ft3 × a = 0
хB = – (Ft2 × (a + в) + Ft3 × a) / (а + в + с) =
= – (7604,2 × 0,219 + 2794,69 × 0,1) / 0,3 = - 6482,78 Н
хА + Ft3 + Ft2 + хв = 0
хА = -Ft3 – Ft2 – хв = -7604,2 – 2767,93 + 6482,78 = -3889,35 Н
МА2 = (Fa2 × d) / 2 = (535,34 × 0,241) / 2 = 64,5 Н*м
МА3 = (Fa3 × d) / 2 = (1544,1 × 0,093) / 2 = 71,8 Н*м
MyA = МА2 + МА3 + yB (а + в + c) – Fr3 × a + Fr2 × (а + в) = 0
yB = (Fr3 × a – Fr2 × (а + в) – М3 – М2) / (а + в + c) =
= (1017,27 × 0,1 – 2767,93 × 0,219 – 64,5 – 71,8) / 0,3 = -640,75 Н
уА – Fr3 + Fr2 + Ув = 0
уА = Fr3 – Fr2 – Ув = 2767,93 – 1017,27 + 640,75 = 2391,41 Н
I уч. 0 £ х1 £ а
MUx1 – xa × x1 = 0
MUx1 = xa × x1 =-3889,35 × 0 = 0
-3889,35 × 0,1 = -388,94
MUy1 – yA × x1 = 0
MUy1 = yA × x1 = 2391,41 × 0 = 0
2391,41 × 0,1 = 239,14
II уч. 0 £ х2 £ в
MUx2 – xА (а × x2) – Ft3 × x2 = 0
MUx2 =-3889,35 × (0,1 + 0) + 7604,2 × 0 = -388,94
-3889,35 × (0,1+ 0,119) +7604,2 × 0,119 =53,13
MUy2 – yА (а × x2) + Fr3 × х2 + М3 = 0
MUy2 = 2391,41 × (0,1 + 0) – 2767,93 × 0 – 71,8 =167,34
2391,41 × (0,1 + 0,119) – 2767,93 × 0,119 – 71,8 = 122,54
III уч. 0 £ х3 £ c
- MUx3 + xB × x3 = 0
MUx3 = -6482,78 × 0 = 0
-6482,78 × 0,081 = -525,1
- MUy3 + yB × x3 = 0
MUy3 =-640,75 × 0 = 0
-640,75 × 0,081 = -51,9
3406,63 × 0,059 = 200,99
II уч. 0 £ х2 £ в
MUx2 – xА (а × x2) – Ft3 × x2 = 0
MUx2 = -8576,1 × (0,059 + 0) + 11041,94 × 0 = -505,99
-8576,1 × (0,059 + 0,0585) + 11041,94 × 0,0585 = -361,74
MUy2 – yА (а × x2) + Fr3 × х2 + М3 = 0
MUy2 = 3406,63 × (0,059 + 0) – 4019,26 × 0 – 118,19 = 82,8
3406,63 × (0,059 + 0,0585) – 4019,26 × 0,0585 – 118,19 = 46,96
III уч. 0 £ х3 £ c
- MUx3 + xB × x3 = 0
MUx3 = -7307,8 × 0 = 0
-7307,8 × 0,0495 = -361,74
- MUy3 + yB × x3 = 0
MUy3 = -1149,84 × 0 = 0
-1149,84 × 0,0495 = -56,9
в) тихоходный вал.
MxA = хB × (а + в) – Ft4 × a = 0
хB = (Ft4 × a) / (а + в) = (7604,2× 0,11) / 0,33 = 2534,73 Н
хА – Ft4 + хв = 0
ха = Ft4 – хв =7604,2 – 2534,73 = 5069,47 Н
МА4 = (FA4 × d) / 2 = (1544,1× 0,2795) / 2 = 215,79 Н*м
MyA = yB × (а + в) + Fr4 × а + МА4 = 0
yB = - (Fr4 × а + МА4) / (а + в) = - (2767,93× 0,11 +215,79) / 0,33 = -1576,55 Н
yA + Fr4 + ув = 0
уА = -Fr4 – ув = -2767,93+1576,55 = -1191,38 Н
I уч. 0 £ х1 £ а
MUx1 – xa × x1 = 0
MUx1 = xa × x1 = 5069,47 × 0 = 0
5069,47 × 0,11 = 557,64
MUy1 – yA × x1 = 0
MUy1 = yA × x1 = -1191,38 × 0 = 0
-1191,38 × 0,11 = -131,05
II уч. 0 £ х2 £ в
-MUx2 = xв × x2 =
= 2534,73 × 0 = 0
2534,73 × 0,21 = 532,29
MUy2 = yв × x2 =
= -1576,55 × 0 = 0
-1576,55 × 0,21 = -331,09
15. Проверка валов на прочность.
а) быстроходный вал:
Запас прочности должен составлять ³ 2,5…3.
Выберем Ст. 45.
По табл. 14.2 стр. 426 [4]:
НВ 270
sв = 870 МПа sт = 640 МПа s-1 = 370 МПа fs = 0,1
t = 380 МПа t-1 = 220 МПа ft = 0,05
Опасным сечение является то сечение, где действует Миmax.
Миmax = 232,34 Н×м
b - коэфф., учитывающий влияние шероховатости, при Rz £ 20 мкм b = 1 (стр. 298 [4])
es и et - масштабные факторы:
es =0,79 et = 0,675 (табл. 11.6 [4])
Кs и Кt - коэф. концентрации:
Кs = 2 Кt = 2,1 (для валов со шпоночной канавкой, стр. 300 [4])
Напряжение изгиба в валах изменяется по симметричному знакопеременному циклу (стр. 113 [5])
sа = s sm = 0
Для вала нереверсивной передачи примерно принимается, что напряжения кручения изменяются по пульсирующему отнулевому циклу.
W0 = 18760 мм3; Wp = 40000 мм3;
в ´ h 18 ´ 11 (шпонка) (табл. 5.9 [5])
тогда
Считаем коэффициент запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
Прочность обеспечена.
б) промежуточный вал:
Запас прочности должен составлять ³ 2,5…3.
Выберем Ст. 45.
По табл. 14.2 стр. 426 [4]:
НВ 270
sв = 870 МПа sт = 640 МПа s-1 = 370 МПа fs = 0,1
t = 380 МПа t-1 = 220 МПа ft = 0,05
Опасным сечение является то сечение, где действует Миmax (сечение шестерни не учитываем в виду ее большего передаваемого момента и большей ширины).
Миmax = 534,43 Н×м
b - коэфф., учитывающий влияние шероховатости, при Rz £ 20 мкм b = 1 (стр. 298 [4])
es и et - масштабные факторы:
es =0,805 et = 0,69 (табл. 11.6 [4])
Кs и Кt - коэф. концентрации:
Кs = 2 Кt = 2,1 (для валов со шпоночной канавкой, стр. 300 [4])
Напряжение изгиба в валах изменяется по симметричному знакопеременному циклу (стр. 113 [5])
sа = s sm = 0
Для вала нереверсивной передачи примерно принимается, что напряжения кручения изменяются по пульсирующему отнулевому циклу.
W0 = 14510 мм3; Wp =30800 мм3;
в ´ h 16 ´ 10 (шпонка) (табл. 5.9 [5])
тогда
Считаем коэффициент запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
Прочность обеспечена.
в) тихоходный вал:
Запас прочности должен составлять ³ 2,5…3.
Выберем Ст. 40Х.
По табл. 14.2 стр. 426 [4]:
НВ 270
sв = 880 МПа sт = 740 МПа s-1 = 400 МПа fs = 0,1
t = 440 МПа t-1 = 230 МПа ft = 0,05
Опасным сечение является то сечение, где действует Миmax.
Миmax = 626,86 Н×м
b - коэфф., учитывающий влияние шероховатости, при Rz £ 20 мкм b = 1 (стр. 298 [4])
es и et - масштабные факторы:
es =0,72 et = 0,61 (табл. 11.6 [4])
Кs и Кt - коэф. концентрации:
Кs = 2 Кt = 2,1 (для валов со шпоночной канавкой, стр. 300 [4])
Напряжение изгиба в валах изменяется по симметричному знакопеременному циклу (стр. 113 [5])
sа = s sm = 0
Для вала нереверсивной передачи примерно принимается, что напряжения кручения изменяются по пульсирующему отнулевому циклу.
W0 = 64698,75 мм3; Wp = 137598,75 мм3;
в ´ h 25 ´ 14 (шпонка),
тогда
Считаем коэффициент запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
Прочность обеспечена.
16. Выбор типа подшипников
Для опор валов цилиндрических колес редукторов применяют чаще всего шариковые радиальные однорядные подшипники. Первоначально примем подшипники шариковые радиальные однорядные.
а) быстроходный вал: подшипник 307 ГОСТ 8338 – 75.
б) промежуточный вал: подшипник 309 ГОСТ 8338 – 75.
в) тихоходный вал: подшипник 315 ГОСТ 8338 – 75.
17. Проверка выбора подшипников
а) подшипник 307
d =35 мм; D = 80 мм; В = 21; r = 2,5; Сr = 33,2кН; С0r = 18 кН
хА = 736,96 Н; уА = -189,23 Н;
хв = 2057,73 Н; ув = 750,5 Н.
FA = 535,34 Н
n = 485 об/мин
(табл. 9.18 [1])
для 1 опоры:
(табл. 9.18 [1]),
где V – коэффициент вращения = 1.
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:
P = (Х ×V × Fr1 + У × Fa) × Кб × Кт,
где Кт = 1 (т. к. t < 100°)
Кб = 1,4 (табл. 9.19 [1])
P = (1 × 0,56 × 2185,72 + 1,71 × 535,34) × 1 × 1,4 = 2995,21 H
Определим номинальную долговечность (ресурс):
,
где С – динамическая грузоподъемность,
Р – эквивалентная нагрузка,