Прикладная механика

Диаметры участков под зубчатыми колесами.d3 = d2 + 3,2r ; d3ш = d2ш + 3,2·2,5 = 36 + 8 = 44 мм;d3к = d2к + 3,2· 3 = 55 + 9,6 = 64,6 мм.Рисунок 5.2 Эскизы валовТаким образом:d1ш = 32 мм d1к = 50 мм ; d3ш = 45 мм d3к = 65 ммd2ш = 35 мм d2к = 55 ммНаходим длину и диаметр ступицы зубчатого колесаlст(кол) = (1,2÷1,5)dв = (1,2÷1,5) ·55 = 66 ÷82,570ммdст = (1,6÷1,8) ·55 = 88 ÷9990 мм ; С = (0,2÷0,3) bк = 10 ÷ 15 12 мм6. ПОДБОР И РАСЧЕТ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯВал шестерниИсходные данные. d2ш = 35 мм; nш = 573,4 об/мин.Fа = 892Н, где Fа – осевая нагрузкаLh = 3000 ч, где Lh – номинальная долговечность в ч.RАХ = 1658 Н; RАУ= 57 Н; RВХ = -59 Н; RВУ = 2138 Н.Определение сил реакций в опорах.Подбор подшипников ведется по максимально нагруженной опоре (В) вала.Тогда принимаем Fr= 2139Н.Подшипники выбираются шариковые радиальные однорядные (рис. 6.1а).Рисунок 6.1 Типы подшипников, используемых в редукторах:а) шариковый радиальный; б) радиальный с короткими цилиндрическими роликами;в) конический роликовый; г) шариковый радиально-упорный.Подбор подшипника начинается с легкой серии по диаметру вала. Из табл. 6.1 выбираем подшипник 207. Грузоподъемностью С = 25,5 кН, С0 = 13,7 кН.Таблица 6.1 Шарикоподшипники радиальные однорядные. Размеры мм Расчет динамической грузоподъемности , где – эквивалентная нагрузка. – постоянная радиальная нагрузка, под действием которой подшипник качения будет иметь такую же долговечность, как и в условиях действительной нагрузки., где . – коэффициенты при радиальной и осевой нагрузках.X =1,Y=0. – коэффициент, учитывающий вращение наружного или внутреннего колец подшипника., если вращающееся внутреннее кольцо – наружное. – коэффициент безопасности .– температурный коэффициент при .– показатель степени, зависящий от формы контактирующих тел, для шарикоподшипников, для роликоподшипников. – ресурс работы подшипников.Для подшипников редукторов принимают 10 000 часов. = (1*1*2139 +0*892 ) * 1,4*1 = 2994,6 Н.Условие соблюдается 2098025 500.Долговечность подшипника 305 в часахПодшипник 207 удовлетворяет заданным условиям.Вал колесаИсходные данные: d2к = 55 мм; nк = 143,3 об/мин; Fа = 892 Н;RАХ = -164 Н;RАУ = 1560 Н; RВХ = 1347 Н; RВУ = 1560 Н.Определение сил реакций в опорахFrA = .FrB= .Подбор подшипниковИз табл. 6.1 по диаметру вала d2k= 55мм выбираем подшипник легкой серии 211 грузоподъемностью С = 43,6 кН, С0 = 25 кН.Рэ = (1*2061 + 0*892) *1,4*1 = 2885,4 НУсловие выполняется Долговечность подшипника 208 будет равнаПодшипник удовлетворяет условиям долговечности.7. Выбор и проверочный расчет соединительной муфтыВ курсовых проектах ДМ выбор муфты обычно предусматривается из числа стандартных конструкций с учетом особенности эксплуатации привода и с последующей проверкой элементов на прочность.Если соосность соединяемых валов в процессе монтажа и эксплуатации выдерживается, то допустимо устанавливать жесткую фланцевую муфту (табл. 7.1).Таблица 7.1Муфты фланцевые (по ГОСТ 20761 – 80, с сокращениями). Размеры, ммТипоразмер муфты выбирают по величине расчетного вращающегося момента с учетом диаметров валов.,где – коэффициент, учитывающий условие эксплуатации.Его значения равны; – допускаемые значения вращающегося момента. – момент передаваемый валом колеса, ..Выбирается муфта, передающая максимальный крутящий момент равный 630 .Диаметр отверстий полумуфт d=50 мм равен диаметру выходного конца вала колеса d2к=50 мм.Наружный диаметр муфты Д=170мм. dб – диаметр болта установленного в отверстии без зазора. dб= 11 мм.При расчете болтовых соединений фланцевых муфт следует учитывать, что половина общего числа болтов устанавливается в отверстия с зазором, другая половина без зазора. Поэтому достаточно проверить только последние на срез по условию прочности. ,где – окружная сила, приходящаяся на один болт; – диаметр расположения болтов. ; – число болтов поставленных без зазора;Z – общее число болтов; – допускаемое напряжение на срез; .Число болтов Z = 4 при Т ≤ 103 Н·м.Z = 6 при Т > 103 Н·м.Аср– площадь среза, площадь сечения болта установленного в отверстие без зазора.Срез болтов не произойдет.8. Выбор и проверочный расчет шпонокДля соединения вала с деталями, передающими вращение, в штучном и мелкосерийном производстве часто применяют призматические шпонки (табл. 8.1) из стали, имеющей σв > 600 МПа, например из сталей 45, Ст6.Длину шпонки назначают из стандартного ряда так, чтобы она была несколько меньше длины ступицы (примерно на 5-10 мм). Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, т.е. должно удовлетворяться условие где F = ; Т – передаваемый вращающий момент, Н · м; d – диаметр вала в месте установки шпонки; площадь смятия Асм = (h – t1)lр; lр – рабочая длина шпонки: для шпонки с плоскими торцами lр = l, при скругленных торцах lр = l–b; при стальной ступице и спокойной нагрузке допускаемое напряжение смятия [σ]см ≤ 100 МПа; при колебаниях нагрузки следует снижать [σ]см на 20 – 25%; при ударной нагрузке снижать на 40 – 50%; для насаживаемых на вал чугунных деталей приведенные значения [σ]см снижать вдвое.С учетом приведенных выше значений F и Асм представленную формулу приводят к видуЕсли при проверке шпонки σ см окажется значительно ниже [σ]см, то можно взять шпонку меньшего сечения – как для вала предыдущего диапазона диаметров, но обязательно проверить ее на смятие.Если же σ см окажется больше [σ]см, то допускается установка двух шпонок под углом 180° (предполагается, что каждая шпонка воспринимает половину нагрузки), однако рациональнее перейти на шлицевое соединение.Для относительно тонких валов (диаметром примерно до 44 мм) допускается установка сегментных шпонок (табл. 8.1).На срез шпонки проверяют по формуле:где b – ширина шпонки, мм; []ср ≈ 0,6[σ]см.Таблица 8.1 Шпонки призматические по ГОСТ 23360-78, с сокращениями. Размеры в мм.Шпонка на выходном конце вала шестерни. Расчет на смятиеТвш = 78·103 Н·мм, d1ш = 32 мм, b = 10 мм, h = 8 мм, t1 = 5 мм, t2 = 3,3 мм.Длина ступицы шкива L = 40 мм. Длина шпонки из ряда l =32 мм. lр = 32 – 6 = 26мм. Шпонка не сминается.Шпонка под колесом. Расчет на смятиеТвк = 300·103 Н·мм, d3к = 65 мм, b = 20мм, h = 12 мм, t1 = 7,5 мм,t2 = 4,9мм.Длина ступицы кол. lст = 72 мм. Длина шпонки из ряда l =63 мм. lр = 63 –14 = 49мм. Шпонка не сминается.Шпонка на выходном конце вала колеса. Расчет на смятиеТвк = 300·103 Н·мм, d1к = 50 мм, b = 16мм, h = 10 мм, t1 = 6,0 мм, t2 = 4,3 мм.Длина ступени равна длине полумуфты lст =80 мм. Длина шпонки l =70 мм. lр =60ммШпонка не сминается.Список используемой литературыЕрохин М.Н., Карп А.В. и др. Детали машин и основы конструирования. М.: 2004.Иванов М.Н. Детали машин. М.: 2003.Чернавский С.А., Боков К.Н. , Чернин И.М., и др. Курсовое проектирование деталей машин. М.: 2013.Щтейнблит А.Е. Курсовое проектирование детали машин: - М.: Высшая школа, 1999.Гулиа Н.В. Детали машин : учебник / Н. В. Гулиа, В. Г. Клоков, С. А. Юрков ; ред. Н. В. Гулиа. - М. : Академия, 2004.Дунаев П.Ф. Детали машин. Курсовое проектирование: учеб. пособие : допущено М-вом образования / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. - 4-е изд. - М. : Машиностроение, 2003.