Реферат по предмету "Производство"


Кинематическая схема редуктора

--PAGE_BREAK--Крутящие моменты, передаваемые валами, определяется по формуле
Ti=9550.

 T1=H×м

 T2=Н∙м

2. Расчет зубчатой передачи

2.1 Выбор материалов и способов термообработки шестерни и колеса. Расчет допускаемых напряжений.

Выбираем для шестерни и колеса сталь 45 с термообработкой улучшения для шестерни, с нормализацией – для колеса

НВ1=210               НВ2=190          [1, c.34, т. 3.3]

2.1.1 Расчет допускаемых контактных напряжения

[σн]=

где i=1 для шестерни, i=2 для колеса;

sHilimB-предел контактной выносливости при симметричном цикле нагружения; Мпа

sHilimB=

sH1limB=  МПа

sH2limB=  МПа

[
S
H
j
]-коэффициент безопасности, определяется способом термообработки; [1, с.33]

[S
H
]= 1.1..1.2                    S
H=1.15

KHLj— коэффициент долговечности;

KHLj=1,

где NHj– базовое число циклов, определяемое твердостью боков поверхности зубьев;

NHj=

NH
1=

NH
2=

NHEj– эквивалентное число циклов, определяемое сроком службы передачи, числом оборотов вала шестерни и валов колеса, коэффициентом использования;

NHEj= T∑∙k∙ni∙60,

 где T∑– срок службы зубчатой передачи; T∑=20000 часов

 k-  коэффициент использования передачи; k=0,8;

ni– частота вращения  валов редуктора, n1= 277,07 об/мин, n2= 78,05 об/мин;

NHE1= 20000∙0,8∙277,07∙60=2,6 ∙108

NHE2= 20000∙0,8∙78,05∙60=0,7 ∙108

Поскольку           

Допускаемые контактные напряжения для шестерни и колеса

[sH1]=  МПа

[sH
2]=  МПа

Для косозубой передачи принимается наименьшее из значений, полученных по зависимости

1.                 [σн]=0,45∙([σн1]+[σн2])= 0,45 (426+391)= 367 Мпа

2.                 [σн]=1,23∙ [σнi]min= 1,23∙391=481 Мпа

[σн]=367 Мпа

2.1.2. Расчет допускаемых напряжений изгиба

         ,

где -предел изгибной выносливости при отнулевом цикле нагружения; МПа

  [1, c. 44, т.3.9]

 МПа

МПа

[SF]-коэффициент безопасности

[SF]= [SF]΄∙ [SF]΄΄,

где [SF]΄ — коэффициент, учитывающий механические свойства и твердость зубьев;

[SF]΄΄- коэффициент, учитывающий способ получения заготовки для шестерни или для колеса

[SF]΄=1,75 [1, с.44, т.3.9]

[SF]΄΄=1 [1, с.44]

[SF]=1,75

Допускаемые напряжения изгиба:

 МПа

 МПа

 МПа

2.2 Расчет параметров зубчатой передачи

2.2.1 Расчет межосевого расстояния

=(u+1),

где   — коэффициент, учитывающий тип передачи;= 43

  — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба,  [1, c.32, т. 3.1]

  — коэффициент ширины; = 0,25…0,5=0,4

u– стандартное передаточное отношение, u=u2=3,55;

T2– крутящий момент на валу колеса, Т2 = 512,7 Н×м

αw=43∙(3,55+1) =178 мм
Округлим  до ближайшего большего стандартного значения  [1, с. 36] мм.

αw=180 мм

2.2.2 Расчет ширины колеса (расчетной ширины зубчатой передачи)

bw2=bw=ψba∙ αw=0,4∙180=72 мм

bw= 71 мм   [1, с. 36]

2.2.3 Расчет модуля зацепления

m=(0,01…0,02) αw=1,8…3,6 мм

Округлим mдо стандартного значения [1, с. 36]: m= 3 мм
2.2.4 Расчет суммарного числа зубьев шестерни и колеса, угла наклона зуба  в косозубой передаче

Z∑=,

где β – угол наклона зуба

β= 8…15°=10°              

Z∑==118,08
Z=118

β= arcos=arcos=arcos(0,9833)=10,4858=10°29`8``



Z1=25,9
Z1=26

Z2= Z-Z1=118-26=92

2.2.5 Расчет фактического передаточного отношения


иф=3,538



[∆и]=±3,3%

         

∆и=∙100=0,33%

2.3 Проверочный расчет зубчатой передачи

2.3.1 Расчет по контактным напряжениям

Контактные напряжения равны

,

где с – коэффициент, учитывающий тип передачи; с= 270

aw — межосевое расстояние; мм

bw — расчетная ширина зубчатой передачи; мм

T2 — крутящий момент на валу колеса; н∙мм

uф — фактическое передаточное отношение;

K
Н— коэффициент нагрузки,

KН = KHαKHβKНV.

v=ω1∙r1,

где ω1— угловая скорость шестерни, рад/м

ω1=               

r1— радиус делительной окружности шестерни; мм

r1=
v==1130,9 мм/с=1,13 м/с

степень точности — 8

KHα– коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями, KHα=1,09 [1, с. 39, т. 3.4]

KHβ  — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по длине зуба,

KHβ=1,0  [1, с. 39, т. 3.5]

K
Н
V

-динамический коэффициент, определяемый степенью точности изготовления передачи,

K
Н
V
=1,0 [1, с. 40, т. 3.6]

KH=1,09×1,0×1,0=1,09

σн= 363,61 Мпа



∆σн=∙100=0,92%

2.3.2 Расчет по напряжению изгиба


KF— коэффициент нагрузки;

YF-коэффициент формы зуба;

Yb-коэффициент, учитывающий влияние осевой силы в косозубой передаче на напряжение изгиба в основании зуба;

  — коэффициент, учитывающий распределения нагрузки между зубьями;

m– модуль зацепления; мм

bw–ширина колеса; мм

  — окружное усилие, Н

Ft

=
Ft1=Ft2=

где  T2 — крутящий момент на валу колеса;

  — диаметр начальной окружности колеса, мм



где   — диаметр начальной окружности шестерни, мм

dw1==79,33 мм
dw2=79,33∙3,538=280,67 мм

Ft=3653,4н

KF = KFβ ×KFV,

где
KFβ  — коэффициент, учитывающий распределение нагрузки  по длине зуба;

KFV  — динамический коэффициент,

KFV
=1,1[1, c. 43, т.3.8]

Ψbd=  — коэффициент диаметра

Ψbd=0,89


KFβ= 1,1 [1, c. 43, т.3.7]



KF= 1,1×1,1=1,21

YF
=3,8[1, c. 42]

Yb=1- 0,926

KFα[1, c. 46]

Еβ= 1,39 > 1


=0,92

σw=67,2 МПа  >[GF]=195 Мпа

Условия изгибной прочности передачи выполняются

3. Первый этап эскизной компоновки редуктора

3.1 Компоновка зубчатой передачи в корпусе редуктора



dw1=79,33 мм

dw2=280,67 мм

bw1= bw2+3…5=75 мм

bw2=71 мм

 мм

3.2 Компоновка валов

3.2.1 Расчет диаметров хвостовиков валов 

d1i=

где   — диаметр хвостовиков

  — для быстроходного вала

  — для тихоходного вала

  — крутящие моменты на валах,    

Т1=148,9∙103 Н×м

Т2=512,7∙ 103 Н×м

[τ]- допускаемое заниженное касательное напряжение

[τ]=15…20 МПа=18 МПа

d1Б=34,58 мм

[1, с. 161]    =36 мм

d1Т=52,22 мм

d1Т=55 мм           



d1Б =36 мм  d2Б =45 мм  d3Б =50 мм 

d1Т =55 мм  d2Т =60 мм  d3Т =65 мм  d4Т =70 мм  d5Т = d4Т +10           d5Т = 80 мм






1 – участок для установки полумуфты, соединительной муфты

2 – участок, контактирующий с уплотнением в сквозной крышке подшипника

3 – участки для установки внутренних колец подшипников качения

4 – участок для установки ступицы колеса

5 – буртосевой фиксации ступицы колеса и внутреннего кольца подшипника

6 – конус центрирования шпоночного паза на ступице относительно шпонки, установленной на валу
3.3 Предварительный выбор подшипников

Предварительно выбираем радиальные шариковые однорядные подшипники легкой серии [1, c. 393, т. П.3]

3.3.1 Быстроходный вал

d=d3Б =50 мм                 N210 

c=35,1 кН             с0=19,8 кН

3.3.2 Тихоходный вал

d=d3Т =65 мм                 N213 

c=56 кН                с0=34 кН

3.4 Компоновка подшипников в корпусе редуктора

3.4.1. Выбор способа смазки подшипника

При v=1,2 м/с >1 м/с смазка подшипников жидкая    

Заглубления подшипников в подшипниковые гнезда

с2=3..5 мм=4 мм           

3.5. Расчет  расстояния между точкой приложения усилий зацеплений и опорами валов  

a1=66,5 мм
a2=68 мм

4. Расчет валов

4.1 Определение усилий зацепления



          Ft1= Ft2= Ft=3653,4 Н

            Fr1= Fr2= Ft∙1352,3 Н
            Fa1= Fa2= Ft∙ tgβ= 3653,4∙tg10,4858=676,18 Н

4.2 Построение расчетных схем валов, определение опорных реакций, построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

4.2.1 Быстроходный вал


4.2.1.1 Вертикальная плоскость



         RAB=RBB==1826,7 Н

         М1В=RAB∙a1=1826,7∙66,5∙10-3=121,5 Н×м

         T=T1=148,9 Н×м
4.2.1.2 Горизонтальная плоскость

  


RАГ== -877,8 Н
   

RВГ== — 474,5 Н
М1Г=RАГ∙а1= -877,8∙66,5∙10-3= -58,37 Н∙м

4.2.1.3 Расчет максимальных значений суммарной реакции в опорах и суммарного изгибающего момента

Rmax=R1=RA==2026,6 Н

M1==134,8 Н×м
4.2.2 Тихоходный вал

4.2.2.1 Вертикальная плоскость

RCB=RDB=1826,7 Н



M2B=RCB∙a2=1826,7∙68∙10-3=124,2 Н∙м

T=T2=512,7 Н×м
4.2.2.2 Горизонтальная плоскость

 




RСГ=  — 21,5 Н
   

RDГ=1373,8



М2г=RDГ∙а2=1373,8∙68∙10-3=93,4 Н∙м

4.2.2.3 Суммарные значения

R2max=RD= 2285,6 Н

М2=155,4 Н∙м
4.3. Уточненный расчет валов

4.3.1 Быстроходный вал

Материалом вала является материал шестерни, т. е. сталь 45 с термообработкой улучшение. Предел прочности определяется диаметром заготовки вала, который является диаметром окружности вершин зубьев шестерни


da1 ≈ dw1 + 2m = 79,33 + 2∙3 = 85,33 мм;

σв= 780 [1, с.34, т. 3.3]

S= Sτ=  , где:

τ-1– предел выносливости материала вала при симметричном цикле напряжения, МПа

τ-1 = 0,58∙σ-1;

σ-1 = 0,43∙σв = 0,43∙780 = 335,4 МПа;

τ-1 = 0,58∙335,4 = 194,532 МПа;

Kτ– коэффициент концентрации напряжения,

Kτ= 1,7  [1, с. 165, т. 8.5];

ετ – масштабный фактор,

ετ = 0,75  [1, с. 166, т. 8.8];

β – фактор поверхности,

β = 0,94  [1, с. 162];

τV– амплитуда цикла напряжения, МПа;

τm– среднее значение цикла напряжения, МПа;
τV= τm=  =  =  

τV= 7,98 МПа

ψτ – коэффициент чувствительности материала,

 ψτ = 0,1 [1, с. 166];

S= Sτ= 9,7  > [S]=3,3

4.3.2 Тихоходный вал

Выбираем для вала сталь 45 с термообработкой улучшение.

Диаметр заготовки d5Т= 80 мм

σв = 780 МПа [1, с. 34, т. 3.3]

d4Т= 70 мм

S=  , где:

Sσ– запас прочности по нормальным напряжениям;

Sτ– запас прочности по касательным напряжениям

Sσ=

σ-1 – предел выносливости материала вала при симметричном цикле напряжения, МПа

σ-1 = 0,43∙σВ = 0,43∙780 = 335,4 МПа;

Kσ– коэффициент концентрации напряжения,

Kσ= 1,8  [1, с. 165, т. 8.5];

εσ – масштабный фактор,

εσ = 0,76 [1, с. 166, т. 8.8];

β – фактор поверхности,

β = 0,94 [1, с. 162];

σV– амплитуда цикла напряжения, МПа

σV=  =  

σV=4,53МПа

ψσ – коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла,

ψσ = 0,2 [1, с. 166];

σm– среднее значение цикла напряжения,

σm=0,17 МПа
Sτ=29,3

S = Sτ =  

da2=dw2+2∙m=280,67+2∙3=286,67 мм

σв= 690 [1, с.34, т. 3.3]

τ-1 = 0,58∙σ-1;

σ-1 = 0,43∙σв = 0,43∙690 = 296,7 МПа;

τ-1 = 0,58∙296,7 = 172 МПа;

τV= τm=  =  =  

τV= 3,7 МПа

Kτ= 1,6  [1, с. 165, т. 8.5];

ετ = 0,65  [1, с. 166, т. 8.8];

β = 0,94  [1, с. 162];

ψτ = 0,1 [1, с. 166];

Sτ=17,09
S= 14,7 > [S]=3,3


5. Расчет шпоночных соединений

5.1 Быстроходный вал

Примем муфты МУВП [1, c. 277, т. 11.5]

d1Б=36 мм

[Т]=250 н∙м > Т1=148,9 н∙м Тип Iисполнение 2

 мм

Размеры шпоночного соединения [1, c.169, т. 8.9]



    мм

   =45-10=35 мм



где T1 — момент сопротивления на быстроходном валу, Н×м

d1Б — диаметр

h — высота шпонки, мм

lp — рабочая длина шпонки, мм

 t1 — глубина шпоночного паза на валу, мм

    σсм= 78,8 МПа
5.2 Тихоходный вал

5.2.1 Шпоночные соединения на хвостовике

Выбираем муфту [1, c. 277, т. 11.5] Муфта МУВП

[Т]=710 н∙м,  Т2=512,7 н∙м  Тип Iисполнение 2

L1T=82мм

Размеры шпоночного соединения [1, c.169, т. 8.9]



 мм

мм

σсм=86,3 МПа
5.2.2 Шпоночные соединения на ступице колеса

    d4T=70 мм

l
4
T=bw
2=71 мм

Размеры шпоночного соединения [1, c.169, т. 8.9]

b=20 мм,   h=12 мм,    t1=7,5 мм,     t2=4,9 мм

l=l4T-10…15=61…56=60 мм

lp=l-b=60-20=40мм

    σсм=81,38 МПа



6. Расчет теоретической долговечности подшипниковых опор

6.1 Быстроходный вал

Подшипник шариковый радиальный однорядный N210

c=35,1 кН             c=19,8 кН

Долговечность подшипника при максимальной нагрузке, ч:

Lh=≥ Lhmin,

где n1 — частота вращения быстроходного вала,

 n1=277,07 об/мин

c — динамичная грузоподъемность подшипника, с=35,1 кН

m– показатель степени

m=3 (подшипники шариковые)

Lhmin– минимальная теоретическая долговечность;

Lhmin=10000 часов

p — эквивалентная динамичная нагрузка, кН

P= Kб∙KТ (X∙V∙Fr+ Y∙Fa),

где X
-коэффициент радиальной нагрузки;

Y— коэффициент осевой нагрузки;

Kб– коэффициент безопасности

Kб=1,4 [1, с.214, т.9.19];

KТ— температурный коэффициент,

KТ=1 [1, с.214, т.9.20]

V– коэффициент кольца

V=1 (вращается внутреннее кольцо)

Fr– радиальнаянагрузка на наиболее нагруженный подшипник; н

Fr=RA=R1=2026,6H=2кН

Fa– осевая нагрузка на подшипник, кН

Fa= Fa1=676,18Н=0,67кН

X, Y[1, с.212, т.9.18]

0,034   0,335
X=0,56   Y=1,99

P= 1,4∙ 1∙(0,56∙1∙2+ 1,99×0,67)=3,43 кН

Lh= ∙ = 64400 часов> Lhmin

6.2 Тихоходный вал

Подшипник шариковый радиальный однорядный N213

c=56 кН      c=34 кН

Lh=≥ Lhmin,
n1=277,07 об/мин

m=3

P= Kб∙KТ (X∙V∙Fr+ Y∙Fa)

Fr=RD=R2=2285,6 H=2,2 кН

Fa= Fa1=676,18 Н=0,67 кН

V=1

0,3    0,019
X=0,56   Y=1,99

KТ=1 [1, с.214, т.9.20]

Kб=1,4 [1, с.214, т.9.19];

P= 1,4∙ 1∙(0,56∙1∙2,2+ 1,99×0,67)=3,59 кН

Lh= ∙ = 228279 час > Lhmin

7. Расчет элементов корпуса редуктора

7.1. Расчет глубины подшипниковых гнезд.

[1 с 240 рис. 10.18 вид к]

l2=K2+δ+4

где  d— толщина стенки основания корпуса редуктора, мм

Ci, Ki [1, с.242, т. 10.3]

В редукторе имеется 3 группы болтов:

·        фундаментные болты ;

·        болты , установленные в подшипниковых гнездах;

·        фланцевые болты
    продолжение
--PAGE_BREAK--


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :