Проектирование червячного редуктора

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 31 Мая 2011 в 21:07, курсовая работа

Описание

Целью курсового проектирования является помочь овладеть техникой разработки конструкторских документов на различных стадиях проектирования и конструирования, научить защищать самостоятельно принятое техническое решение.

Содержание

Техническое задание……………………………………………………………..3
Введение…………………………………………………………………………..4
Глава 1. Кинематический расчет………………………………………………...5
Глава 2. Расчет цепной передачи………………………………………………..8
Глава 3. Расчет редуктора……………………………………………………….12
3.1 Выбор материалов червячной передачи, определение допускаемых
напряжений, расчет червячной передачи……………………………12
3.2 Эскизная компоновка редуктора……………………………………..17
3.3 Проектный и проверочный расчет валов редуктора……………….18
3.3.1 Быстроходный вал…………………………………………………..20
3.3.2 Тихоходный вал……………………………………………………..27
3.4 Подбор и проверка подшипников……………………………………34
3.4.1 Подшипники быстроходного вала…………………………………34
3.4.2 Подшипники тихоходного вала……………………………………35
3.5 Смазывание червячного зацепления и подшипников………………37
3.6 Подбор и проверка шпонок………………………………………….38
Глава 4. Подбор и проверка муфты на входном валу…………………………39
Глава 5. Расчет приводного вала……………………………………………….40
Глава 6. Экономическое обоснование конструкции привода………………..41
Глава 7. Заключение…………………………………………………………….43
Список литературы……………………………………………………………...44
Приложение. Спецификации на сборочные чертежи.

Скачать (332.91 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа состоит из  1 файл

КПпоДМ1203ис.DOC

— 893.50 Кб (Скачать документ)

     3.3 Проектный  и  проверочный расчет  валов редуктора. 

     Основными критериями работоспособности проектируемых  валов являются прочность и выносливость.

     Расчет  валов производится в два этапа 1-й - проектный расчет валов на чистое кручение; 2-й – проверочный (уточненный) расчет валов на прочность по напряжениям изгиба и кручения.

     Материал  валов предварительно принимаем  для вала-червяка сталь 40 ХН ГОСТ 4553-81, а для вала червячного колеса сталь 40Х ГОСТ 4553-81.

     Редукторный вал представляет собой ступенчатое  цилиндрическое тело, количество и  размеры ступеней которого зависят  от количества и размеров установленных  на вал деталей.

      Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d  и длину l. 

Вал тихоходный  (вал  червячного колеса):

Ступень вала и ее параметры d и l. Расчет ступени:
1- я ступень под элемент открытой  передачи d1
мм.

Округляя  до ближайшего значения из ряда стандартных, получаем d1=45 мм.

l1 l1=(0,8…1,5)d1=(0,8…1,5)45=36…67,5 мм.

Принимаем l1=46 мм.

2 – я ступень  под крышку подшипника, уплотнение   и подшипник d2 d2=d1+2t=45+2·2,8=50,6 мм,

принимаем d2=50 мм

l2 l2=75мм.
3 – я ступень  под колесо d3 d3=d2+3,2r=50+3,2·3=59,6 мм,

Округляя  до ближайшего значения из ряда стандартных, получаем d3=60 мм.

l3 l3=47
4 – я ступень  под подшипник d4 d4= d2=50 мм.
l4 l4=40 мм.
5 – я упорная  ступень d5 d5=70 мм.
l5 l5=15 мм.
 

      Предварительно принимаем подшипник 7310 ГОСТ 333-79. 

Вал быстроходный  (вал  червяка): 

Ступень вала и ее параметры d и l. Расчет ступени:
1- я ступень под элемент открытой  передачи d1 d1=28 мм.
l1 l1=42 мм.
2 – я ступень  под крышку подшипника, уплотнение   и подшипник d2 d2=30 мм.
l2 l2=56 мм.
3 – я ступень  под червяк d3 d3=36 мм.
l3 l3=150
4 – я ступень  под подшипник d4 d4= d2=30 мм.
l4 l4=24 мм.
5 – я упорная  ступень d5 d5=46 мм.
l5 l5=5 мм.
6 – я ступень  под разбрызгиватель d6 d6=40 мм.
l6 l6=22 мм.
 

 

      Предварительно  принимаем подшипник 7306 ГОСТ 333-79. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.3.1 Быстроходный вал. 

1) Горизонтальная  плоскость

 

     Определение реакций в подшипниках:

ΣMиХА=0;                             FM·l1+ Ft1·l2- RBХ·2l2=0;

Откуда  получаем:

RBХ= (FM·l1+ Ft1·l2)/ 2l2;

RBХ= (545·0,083+ 719,1·0,112)/ 0,224=561,5 Н.

ΣMиХВ=0;                             FM·(l1+ 2l2) – RАХ·2l2- Ft1·l2=0;

 Н.

Проверка: ΣХ=0;            FM - RАХ - Ft1+ RBХ=0;

545-387,4-719,1+561,5=0;

0=0.

      Строим  эпюры изгибающих моментов в характерных  сечениях.

      Строим  эпюру крутящего момента, Н·м: Тк= . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2) Вертикальная  плоскость:

 
 
 
 

Определение реакций в подшипниках:

ΣMиYА=0;                             Fr1·l2+ Fa1·d1/2- RBY·2l2=0;

Откуда  получаем:

RBY= (Fr1·l2+ Fa1·d1/2)/ 2l2;

RBY= (1456·0,112+4000·0,025)/ 0,224=1174.4 Н.

ΣMиYВ=0;                              RАY·2l2- Fr1·l2+ Fa1·d1/2=0;

RАY= (Fr1·l2-Fa1·d1/2)/2l2;

RАY= (1456·0,112-4000·0,025)/0,224=281.6;

Проверка: ΣY=0;            RАY –Fr1+RBY=0;

281,6-1456+1174,4=0;

0=0.

     Строим  эпюры изгибающих моментов в характерных  сечениях.

      Определяем  суммарную радиальную реакцию, Н:

     

,

     

.

     Определяем  изгибающие моменты в опасных  сечениях:

 Н·м,

 Н·м.

      Проверяем на усталостную прочность сечение  I-I:

     Для вала червяка ранее была принята  сталь 40ХН ГОСТ 4553-81 с твердостью после термообработки 45…55 HRCЭ, для неё σВ=920 МПа,          σ-1=420 МПа, τ-1=250 МПа. Определяем: коэффициенты концентрации напряжений для ступенчатого перехода с галтелью Кσ=2,25 и Кτ=1,75; коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала εσ=0,8 и ετ=0,77; коэффициенты влияния поверхностного упрочнения Кσп=2 и Кτп=2 (т.к. вал подвергается термообработке).

      Определяем  нормальное σи и касательные τ напряжения в опасном

сечении, МПа:

,   
,

    где М - крутящий момент в опасном сечении  вала с индексом, соответствующим  номеру опасного сечения, Н·м;

    Т –  крутящий момент, Н·м;

     и  -  осевой и полярный моменты сопротивления опасного сечения вала, м3.

    Для вала с круглым сплошным сечением получим:

     м3;

     м3.

      Тогда найдем нормальное σи и касательные τ напряжения в опасном

сечении, МПа:

,

.

      Коэффициенты запаса по нормальны и касательным напряжениям определим по следующим формулам:

,  
,

    где и - коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала:

    ,

    .

     Получим:

    ; 

    .

      Коэффициент запаса прочности в опасном сечении  определим по формуле:

.

      Условие прочности в сечении вала I-I выполнено.

     Проверяем на усталостную прочность сечение II-II:

Определяем: коэффициенты концентрации напряжений для ступенчатого перехода с галтелью Кσ=2,25 и Кτ=1,75; коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения вала εσ=0,8 и ετ=0,73; коэффициенты влияния поверхностного упрочнения Кσп=2 и Кτп=2 (т.к. вал подвергается термообработке).

      Определяем  нормальное σи и касательные τ напряжения в опасном

сечении, МПа:

,   
,

    где М - крутящий момент в опасном сечении  вала с индексом, соответствующим номеру опасного сечения, Н·м;

    Т –  крутящий момент, Н·м;

     и  -  осевой и полярный моменты сопротивления опасного сечения вала, м3.

    Для вала-червяка получим:

     м3;

     м3.

      Тогда найдем нормальное σи и касательные τ напряжения в опасном

сечении, МПа: 

,

.

      Коэффициенты  запаса по нормальным и касательным  напряжениям определим по следующим  формулам:

,  
,

    где и - коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала:

    ,

    .

Информация о работе Проектирование червячного редуктора