Знание — сила. Библиотека научных работ.~ Портал библиофилов и любителей литературы ~ |
|
|
9. Расчет шпоночных соединений
9.1. Подбор шпонок для быстроходного вала Для консольной части вала по таб. 8.9 [1, стр. 169] подбираем по диаметру вала dВ1 = 16 мм призматическую шпонку b ´ h = 5 ´ 5 мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала lМ1 = 18 мм на 3…10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок. Принимаем l = 14 мм – длина шпонки со скругленными торцами. t1 = 3; момент на ведущем валу Т1 = 24 * 103мм; Допускаемые напряжения смятия определим в предположении посадки шкива ременной передачи изготовленного из чугуна, для которого [sсм] = 60…90 МПа. Вычисляем расчетное напряжение смятия: (9.2) Окончательно принимаем шпонку 5 ´ 5 ´ 14 Обозначение: Шпонка 5 ´ 5 ´ 14 ГОСТ 23360 - 78 9.2. Подбор шпонок для консольной части тихоходного вала Для консольной части вала по таб. 8.9 [1, стр. 169] подбираем по диаметру вала dВ1 = 28 мм призматическую шпонку b ´ h = 8 ´ 7 мм. Длину шпонки принимаем из ряда стандартных длин так, чтобы она была меньше длины посадочного места вала lМ2 = 26 мм на 3…10 мм и находилась в границах предельных размеров длин шпонок. Принимаем l = 20 мм – длина шпонки со скругленными торцами; t1 = 4; момент на ведомом валу Т1 = 116,4 * 103мм; Допускаемые напряжения смятия определим в предположении посадки полумуфты изготовленной из стали, для которой [sсм] = 100…150 МПа. Вычисляем расчетное напряжение смятия: Окончательно принимаем шпонку 8 ´ 7 ´ 20 Обозначение: Шпонка 8 ´ 7 ´ 20 ГОСТ 23360 – 78 10. Уточненный расчет валов. Быстроходный вал10.1.Так как быстроходный вал изготовляют вместе с шестерней, то его материал известен – сталь 45, термообработка – улучшение. По таб. 3.3 [1, стр. 34] при диаметре заготовки до 90 мм ( в нашем случае dа1 = 37 мм) среднее значение sв = 780 МПа Предел выносливости при симметричном цикле изгиба: s-1 » 0,43 · sв (10.1) s-1 = 0,43 · 780 = 335 МПа Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений: t-1 » 0,58 · s-1 (10.2) t-1 = 0,58 · 335 = 193 МПа 10.2. Сечение А – А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям: (10.3) где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла (10.4) При d = 16 мм, b = 5 мм, t1 = 3 мм по таб. 8.9 [1, стр. 169]
Принимаем: kt = 1,68 по таб. 8.5 [1, стр. 165], et = 0,83 по таб. 8.8 [1, стр. 166], yt = 0,1 см [1, стр. 164 и 166].
10.3. Сечение А – А. Диаметр вала в этом сечении 20 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом: ks/es = 3,0, kt/et = 2,2 по таб. 8.7 [1, стр. 166]. Коэффициенты ys = 0,2; yt = 0,1 см. Изгибающий момент МИ = 172,1 Н·м. Крутящий момент Т1 = 75,3 Н·м. Осевой момент сопротивления: (10.6) мм3 Амплитуда нормальных напряжений: (10.7) Полярный момент сопротивления: WP = 2 · W = 2 · 4,2 · 103 = 8,4 · 103 мм3 Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений: (10.8) Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: (10.9) Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям: (10.5) Результирующий коэффициент запаса прочности на участке А – А: (10.10) Прочность на данном участке обеспечена. Так как на участке А – А действует наибольший изгибающий и крутящий моменты при диаметре 35 мм и прочность обеспечивается, то проверка прочности других участков с большим диаметром и меньшими действующими изгибающими моментами не требуется. Тихоходный вал10.4. Материал ведомого вала сталь 45, термообработка – нормализация. По таб. 3.3 [6, стр. 34] среднее значение sв = 570 МПа Пределы выносливости по формулам 10.1 и 10.2: s-1 = 0,43 · 570 = 245 МПа t-1 = 0,58 · 245 = 142 МПа 10.5. Сечение Д – Д. Диаметр вала в этом сечении 40 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: ks = 1,6, kt = 1,5 по таб. 8.5 [6, стр. 165]. Масштабные факторы: es = 0,78; et = 0,66 по таб. 8.8 [6, стр. 166]. Коэффициенты ys = 0,15; yt = 0,1 см [6, стр. 163 и 166]. Изгибающий момент МИ = 0 Крутящий момент Т1 = 301,2 Н·м. Момент сопротивления кручению: (10.3) где d = 40 мм, b = 12 мм, t1 = 5 мм размеры шпонки по таб. 8.9 [6, стр 169] Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений: Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям: Прочность на данном участке обеспечена. 10.6. Сечение С – С. Диаметр вала в этом сечении 55 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой ступицы зубчатого колеса: ks/es = 3,3, kt/et = 2,38 по таб. 8.7 [6, стр. 166]. Коэффициенты ys = 0,15; yt = 0,1 см. Изгибающий момент МИ = 98 Н·м. Крутящий момент Т1 = 301,2 Н·м. Осевой момент сопротивления: мм3 Амплитуда нормальных напряжений: Полярный момент сопротивления: WP = 2 · W = 2 · 16,3 · 103 = 32,6 · 103 мм3 Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений: Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям: Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям: Результирующий коэффициент запаса прочности на участке А – А: Прочность на данном участке обеспечена. Так как на участке С – С действует наибольший изгибающий и крутящий моменты и прочность участка обеспечивается, то проверка прочности других участков с меньшими действующими изгибающими моментами не требуется. 11. Посадки зубчатого колеса, шкивов и подшипников
Посадки назначаем в соответствии с указаниями таб. 10.13 [1, стр. 263] Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347 – 82. Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7. Посадка цепной муфты на вал редуктора по ГОСТ 25347 – 82. Муфту выбираем по таб. 11.4 [1, стр.274] для вала диаметром 28 мм и вращающим моментом 116,4 Н·м. Обозначение: Муфта цепная 500 – 40 – 1.2. ГОСТ 20742 – 81 Остальные посадки назначаем, пользуясь таблицей 10.13. 12. Выбор масла Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием шестерни в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня обеспечивающего погружение шестерни примерно на 12 мм. Объем масляной ванны V определим из расчета 0,25 дм3 масла на 1 кВт передаваемой мощности: V = 0,25 · 3,24 = 0,81 дм3 По таб. 10.8 [1, стр. 253] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях sН = 410 МПа и скорости 2,49 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28 · 10-6 м2/с. По таблице 10.10 [1, стр. 253] принимаем масло индустриальное И – 30 А по ГОСТ 20799 – 75. Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ – 1 (см. таб. 9.14), периодически пополняем его шприцем через пресс-масленки. 13. Сборка редуктора Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов; на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80 – 100 0С; в ведомый вал закладывают шпонку 12 ´ 8 ´ 40 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле. Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу. После этого на ведомый вал надевают распорное кольцо, в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами. Далее ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями. Литература1. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. - М.: Машиностроение, 1988. – 416 с., ил. 2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1991. – 432 с., ил. 3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. Учеб. пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1990. 4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. – М.: Высш. шк., 1998. – 447 с., ил. 5. Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. – М.: Высш. шк., 1998. 6. Кудрявцев В.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных специальностей вузов. – Л.: Машиностроение, 1980. – 464 с., ил. 7. Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. Д.Н. Решетова. В двух частях. – М.: Машиностроение, 1992. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
| Новости |
| Мои настройки |
|
|
© 2009 Все права защищены.
Проектирование привода ленточного питателя
Наверх