РАЗРАБОТКА КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ МАШИННОГО АГРЕГАТА

Ступицы колес цилиндрических редукторов располагают симметрично относительно обода.Заданные параметры:dа — диаметр вершин зубьев; b — ширина венца; m — модуль; материал зубчатого колеса; dвал— диаметр вала.Конструкция шестерни и колеса выбирается в зависимости от диаметра вершин зубьев dа:— если dа< 2dвал, то рекомендуется конструировать вал-шестерню (рис. 13);— если dа= 2 dвал и выше, то выбираются либо кованые (рис. 14), либо штампованные или сварные (рис. 15), либо литые (рис. 16) колеса.dа< 2dвалРисунок 13 - Конструкция вала шестерниРисунок 14 - Конструкции кованых колес в зависимости от dаабРисунок 15 - Конструкции колес: а — штампованных; б — сварныхРисунок 16 - Конструкции литых колесТаблица 9Определение размеров цилиндрических зубчатых колесЭлемент колесаРазмерСпособ получения заготовкиКруглый прокат, ковкаКовка, штамповкаСварка, литьеОбодДиаметрdа< 100 ммdа= 100…500 ммdа > 500 ммТолщинаq = 2,2∙m + 0,05∙b=2,2∙2 +0,05∙40=6,4 (q ≥ 8 мм)q = (2,5…4)m=5…8 ≥ 10 ммШиринаb1(2) — таблица 4.2.10СтупицаТолщинаqст = 0,3 dвал=15qст=(0,3…0,35) dвал==15…17,5qст = (0,35…0,45) dвал==17,5…22,5≥ 10 ммДиаметрdст = 50 ммДлинаLст = (1,0…1,8)dвал=50…80; (Lст ≥ b)ДискТолщинас = (0,4…0,45)b==16…18 ≥ 10ммс = (0,4…0,5) b ==16…18 ≥ 10ммРадиусызакругленийR ≥ 1R ≥ 6R ≥ 10ДиаметррасположенияотверстийDотв = 0,5 (dа — 4,5m — 2q + dст)=180 ммDотв — округлить до целых чиселДиаметротверстийdотв = (0,35…0,4) (dа — 4,5m — 2q — dст) = 45…50dотв — округлить до целых чиселКонструирование валовМатериалы валов и их термообработкаПрямые валы и оси для средних нагрузок изготавливаются без термообработки из углеродистых сталей 25, 30, 35, Ст3, Ст4, Ст5. В некоторых случаях применяется сталь 40, 45 или 40Х с термообработкой (улучшение).Тяжелонагруженные валы и оси изготавливаются из легированных сталей 40ХН, 40ХНМА, 30ХГС и др. с последующей термообработкой.При повышенных требованиях к твердости рабочих поверхностей, например цапф, шлицов, применяются цементированные стали 20Х, 12ХН3А или азотированные стали типа 38МЮА.Для вал-шестерен материал вала определяется материалом шестерни. Участок вала в месте установки уплотнений рекомендуется термически обработать на глубину h 0,3…0,4 мм, 45…48 HRC.Определение геометрических параметров ступеней валовРедукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на нем деталей.Проектный расчет ставит целью ориентировочно определить геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину l (табл. 7).аРисунок 13 - Типовые конструкции валов одноступенчатых редукторов: а — быстроходный; б — тихоходныйТаблица 10Ступень вала и ее размерыd, lВал-шестерняВал колеса1-япод элемент открытой передачи или полумуфтуd1d1 =,где Т — крутящий момент, равный вращающемуся моменту на валу, Нмd1=32 ммl1l1 = (1,2…1,5) d1 — под шкив;l1 = (1,0…1,5) d1 — под шестерню;l1 = (1,0…1,5) d1 — под полумуфтуСтупень вала и ее размерыd, lВал-шестерняВал колеса2-япод уплотнение крышки с отверстием и подшипникd2d2 = d1 +2tl2l2 = 1,5 d2=40l2 = 1,25 d2=403-япод шестерню, колесоd3d3 = d2+ 3,2rвозможноd3≤df1;при d3 > dа1 принять d3 = dа1=50d3 = d2+ 3,2r=50l3l3 — определить графически на эскизной компоновке4-япод подшипникd4d4 = d2l4l4 = В + с — для шариковых подшипников;l4 =18 ммl4 = Т + с — для роликовых конических подшипников5-яупорная или под резьбуd5Не конструируютd5 = d3 + 3f, ступень можно заменить распорной втулкойl5l5 — определить графическиДопуски и посадки. Подшипников качения.. Зубчатых колес:— для обычных соединений: Н7/р6(d < 120),Н7/r6, Н7/s6 (d ≥ 100);— для соединений при ударных нагрузках: Н7/r6 (d < 120),Н7/s6 (d ≥ 100).. Муфт:— для обычных соединений: Н7/k6, Н7/m6, h7/n6;— для соединений при ударных нагрузках: Н7/р6, Н7/r6.. Распорных втулок: Н7/ h6, Н8/ h7.. Отклонения вала в месте установки уплотнений: h10.Рекомендуемые посадки, связанные с установкой валов, — рисунок 14Рисунок 14 - Посадки, связанные с установкой валовШероховатости поверхностей. Поверхности установки подшипников.. Поверхности установки ступиц колес зубчатых передач: для d ≤ 80 ; для d >80 —. Поверхности установки ступиц колес не зубчатых передач, муфт и т. д.: для d ≤ 80 ; для d >880. Торцевые поверхности уступов (заплечиков) вала для установки подшипников качения, ступиц колес, муфт и т. д. — на класс ниже шероховатости поверхностей установки этих деталей.. Поверхности вала, взаимодействующие:— с манжетами резиновыми— с войлочными уплотнениями:для V ≤ 4 м/с ;для V ≤ 6 м/с —.Обозначение шероховатости поверхностей вала на чертеже представлено на рисунке 5.4.1.. Другие необозначенные поверхности:Рисунок 15 - Шероховатость поверхностей валаДопуски формы и расположения поверхностей. Допуск радиального биения :— поверхностей установки подшипников качения (когда допуск относится к оси вала 0,5 допуска круглости (п.);— поверхностей установки ступиц различного вида колес, муфт и т. д. (табл. 10);— поверхностей установки уплотнений — 0,05 мм.. Допуск осевого биения уступов (заплечиков) вала для установки:— колес зубчатых передач (табл. 12);— колес незубчатых передач, муфт и т. д. (табл. 13.);— подшипников качения (табл. 14.).. Допуск круглостии профиля продольного сечения (или цилиндричности):— подшипников качения (табл. 15);— других деталей, устанавливаемых на валу, — не более 0,5 ITn диаметра вала в месте установки этих деталей.Таблица 10Допуски радиального биения поверхностей валаОкружная скорость V, м/с деталей, установленных на валуV ≤ 2210Допуск радиального биения поверхности установки по отношению к ITn вала2,0ITn1,4ITn1,0ITn0,7ITnТаблица 12Допуски осевого биения уступов (заплечиков)вала для установки колес зубчатых передачНаименованиедопускаСтепень точности зубчатых колесДиаметр вала dвал, мм≤ 50≤ 80> 80Допуск осевого биения* уступов (заплечиков) вала, мкм6, 72030408, 9304050Таблица 13Допуски осевого биения уступов (заплечиков) вала для установки колес незубчатых передач, муфтОкружная скорость V, м/с,деталей, установленныхна валу≤ 5≤ 8≤ 12≤ 18≤ 25Допуск осевого биения*уступов (заплечиков) вала, мкм6050403020* Данные для длины ступиц Lст≤ dвал. Для ступиц Lст>dвал допуск увеличивается в 1,5 раза.Таблица 14Допуски осевого биения подшипниковГОСТ 3325—85Интервалыдиаметров d и D, ммДопуск осевого биения заплечиков, мкмвалов (осей)отверстий корпусовДля класса точности подшипников0606…Св. 18 до 30Св. 30 до 50Св. 50 до 80Св. 80 до 120Св. 120 до 180Св. 180 до 250…212530354046131619222529333946546372212530354046Таблица 15Допуски формы посадочных поверхностейдля подшипников 0-го и 6-го класса точностиГОСТ 3325—85Интервалы диаметров dи D, ммДопуски формы посадочных поверхностей, мкмвалов (осей)отверстий корпусов…Св. 18 до 30Св. 30 до 50Св. 50 до 80Св. 80 до 120Св. 120 до 180Св. 180 до 250…3,54,05,06,06,07,03,54,05,06,06,07,05,06,07,59,010,011,55,06,07,59,010,011,5. Обозначение допусков формы и расположения поверхностей показано на рисунке 5.5.1.Рисунок 16 - Обозначение допусков форми расположения поверхностей валакомпоновка редуктораРазмеры, необходимые для выполнения компоновки δ- толщина стенки одноступенчатого цилиндрического редуктора: δ = (0,025аW + 1) = (0,025∙180 + 1) = 5,5 мм.Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора:до боковой поверхности вращающейся части -с = (1,0…1,2)δ= 5,5…6,6 мм;до боковой поверхности подшипника качения -с1 = (3…5) мм.Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев:до внутренней поверхности стенки редуктора -с5 = 1,2 δ = 6,6 мм;до внутренней нижней поверхности стенки корпуса (величина с6 определяет также объем масляной ванны) с6 = (5…10) m = 10…20 мм.Ширина фланцев s, соединяемых болтом диаметромdболт = 1,5 δ= 8…10 мм; k = f(dболт) s = 24 + 5,5 + 6= 35,5 мм.Толщина фланца боковой крышки h1-h1 = f(dболт) = 8 мм.Высота головки болта — h = 0,8 h1 = 0,8 ∙ 8 = 6,4 мм.Рисунок 17 – Этап компоновки вертикального редуктора Сборочный чертеж цилиндрического одноступенчатого редуктораСпроектирован вертикальный одноступенчатый цилиндрический редуктор Рисунок 18 – Сборочный чертеж спроектированного редуктора 5.3 Спецификация сборочного чертежаЗаключениеВ процессе проделанной работы была изучена кинематическая схема машинного агрегата – галтовочного барабана, условия его эксплуатации, назначен срок службы приводного устройства. Был сделан энерго-кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Далее был проведен прочностной расчет клиноременной передачи с выбором конструкции и материалов ремней и шкива. Была рассчитана зубчатая прямозубая передача с выбором материалов, термообработки и допускаемых напряжений. Далее приступили к расчету валов также с выбором материалов и термообработки. Выбрали допуски и посадки, шероховатость и допуски формы и расположения поверхностей. Далее приступили к компоновке редуктора, оформлению сборочного чертежа и в результате оформили спецификацию спроектированного вертикального редуктора. Список использованной литературы1. Курмаз Л.В., Скойбеда А.Т. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно-методическое пособие.- М.: «Высшая школа», 2004. – 309с. 2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.- Калининград: Янтарный скааз, 2002. – 454с.3. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое проектирование:Учеб. пособие для машиностроит. вузов. – М.: Высшая школа, 1975. – 551с.4. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для студ. техн. спец. вузов. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 496с. 5. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие/ С.А.Чернавский, Г.М.Ицкович, К.Н.Боков и др. – М.: Машиностроение, 1979. – 351с.6. Гузенков П.Г. Детали машин: Учеб. для вузов. – 4-е изд.,испр. М.: Высш. шк., 1986. – 359с. 7. Устигов И.И. Детали машин: Учеб. пособ. – М.: Высш. шк., 1981. – 399с.