Курсовая работа (стр. 3 )

5. Расчет открытой передачи

Проектный расчет

6. Определение консольных сил

Окружная сила

Ft1= Ft2

Ft2 =2T2 *103/d2 =1844,2=1845

Радиальная сила

Fr2=1844,2 *tg20=1845*0,36=664

Fa2= Ft2*tgß=1844,2*0=0

Fоп=2F0 *z*sinα1/2=1473

Fн1=100√Т1=100√48,51=696

7.Проектный расчет валов.

Выберем допускаемые напряжения на кручения.

[т]к= 10 Н/мм" - для быстроходного вала;

[т]к= 20 Н/мм - для тихоходного вала.

Определяем геометрические параметры ступеней валов.

Ступень вала и ее параметры d; 1.	Вал шестерня цилиндрическая	Вал колеса
1-я под элемент открытой передачи	d1	d1=3√Mк*l03/0,2[τ]K
	Ɩ1	Ɩ1=(1,2...1,5) d1-под шкив; (1,0... 1,5) d1— под муфту
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник	d2	d2= d1+2t
	Ɩ2	Ɩ2=1.5d2	Ɩ3=1,25d2
3-я под шестерню, колесо	d3	d3= d2+3.2r	d3=d2+3.2r
	Ɩ3	Определить графически
4-я под подшипник	d4	d4= d2
	Ɩ4	Ɩ4= В
5-я упорная или под резьбу	d5	не конструируют	d5= d3+3f
	h		Определить графически

Ступень вала и ее параметры d; 1.	Вал-шестерня цилиндрическая	Вал колеса
1-я под элемент: открытой передачи	d1	30	40
Ɩ1	35	40
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник	d2	35	45
Ɩ2	52	57
3-я под шестерню, колесо	d3	41	53
Ɩ3
4-я под подшипник	d4	35	45
Ɩ4	17	17
5 - я упорная или под резьбу	d5	He конструируют	56,6
h

8. Расчетная схема валов редуктора

Быстроходный вал

Ft1 = 1300 Н; Fr1 = 473 H; FM = 700 H; d1 = 20 мм; lБ = 83 мм; lМ = 58,5 мм.

Эпюры изгибающих и крутящих моментов (быстроходный вал).

1. Вертикальная плоскость:

а) определяем опорные реакции:

проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…4, Н∙м.

МХ1 = 0; МХ2 = 0; ; МХ4 = 0

2. Горизонтальная плоскость:

а) определяем опорные реакции:

Знак «-» означает, что сила направлена в противоположную сторону по сравнению с показанным направлением на схеме.

проверка:

700 – 543,3 – 1300 + 1143,4 = 0;

0 = 0.

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4, Н∙м.

MY1 = 0; MY2 = -FM∙lM = -700 H∙0,0585м = -41 Н;

MY4 = 0.

3. Строим эпюру крутящих моментов:

4. Определяем суммарные радиальные реакции:

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:

Тихоходный вал

Ft2 = 1300 Н; Fr2 = 473 H; Fоп = 2902,7 Н; d2 = 40 мм; lT = 91 мм; lоп = 57,5 мм.

Эпюра изгибающих и крутящих моментов (тихоходный вал).

1. Вертикальная плоскость:

а) определяем опорные реакции:

проверка:

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях 1…4, Н∙м.

МХ1 = 0; ;

МХ3 = 0; МХ4 = 0

2. Горизонтальная плоскость:

а) определяем опорные реакции:

Знак «-» означает, что сила направлена в противоположную сторону по сравнению с показанным направлением на схеме.

проверка:

2902,7 + 1184,1 + 1300 – 5386,8 = 0;

0 = 0.

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…4, Н∙м:

MY1 = 0; MY3 = RDX∙lT = = -1184,1 H∙0,091м = = -107,8Н;MY4 = 0.

3. Строим эпюру крутящих моментов:

4. Определяем суммарные радиальные реакции:

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:

Быстроходный вал.

1. Определит напряжения в опасных сечениях вала, МПа.

а) нормальные напряжения:

Wнетто = 0,1∙d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит;

М – суммарный изгибающий момент, Н∙м (пункт 8).

сечение 2:

сечение 3:

б) касательные напряжения:

,

где Мк – крутящий момент;

Wrнетто = 0,2∙d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит.

сечение 2:

сечение 3:

2. Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.

Кy = 1

Ks, Kt - выбираются из таблицы 11.2 Шейнблит.

сечение 2: Кs = 1,45; Кt = 1,3; Кd = 0,77;

галтель: ; ;

натяг: ; ;

сечение 3:

галтель: Кs = 1,55; Кt = 1,4;

Кd = 0,77;

; ;

КF = 1 – для шлифования.

сечение 2:

(Кs)D = 3,5 + 1 – 1 = 3,5

(Кt)D = 2,5 + 1 – 1 = 2,5

сечение 3:

(Кs)D = 2

(Кt)D = 1,8

3. Пределы выносливости в расчетном сечении вала, МПа:

сечение 2:

сечение 3:

4. Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

сечение 2:

сечение 3:

5. Определить общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

сечение 2:

сечение 3:

Т. к. S> [S], то прочность обеспечена.

Тихоходный вал.

1. Определит напряжения в опасных сечениях вала, МПа.

а) нормальные напряжения:

Wнетто = 0,1∙d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит;

М – суммарный изгибающий момент, Н∙м (пункт 8).

сечение 2:

сечение 3:

б) касательные напряжения: ,

где Мк – крутящий момент;

Wrнетто = 0,2∙d3 – выбираем из таблицы 11.1 Шейнблит.

сечение 2:

сечение 3:

2. Определить коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений.

Кy = 1

Ks, Kt - выбираются из таблицы 11.2 Шейнблит.

сечение 2: шпоночный паз: Кs = 2,025; Кt = 1,875; Кd = 0,73;;

;

натяг: ; ;

сечение 3: галтель: Кs = 1,75; Кt = 1,45; Кd = 0,73; ; ;

натяг: ; ;

КF = 1 – для шлифования.

сечение 2: (Кs)D = 3,76

(Кt)D = 2,63

сечение 3: (Кs)D = 3,25

(Кt)D = 2,35

3. Пределы выносливости в расчетном сечении вала, МПа:

сечение 2:

сечение 3:

4. Определить коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

сечение 2:

сечение 3:

5. Определить общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении.

сечение 2:

сечение 3:

Т. к. S> [S], то прочность обеспечена.

11. Масса и технический уровень редуктора

1. Определение массы редуктора:

m = j∙r∙V∙10-9,

где j - коэффициент заполнения. Определяется по графику 12.1 Шейнблит в зависимости от межосевого расстояния аw;

aw = 100 мм Þj = 0,45;

r = 7300 кг/м3 – плотность чугуна;

V – условный объём редуктора:

V = L∙B∙H = 260∙145∙220 = 8,294∙106мм3,

m= 0,45∙7300∙8,294∙106∙10-9 = 27,2 кг.

2. Определение критерия технического уровня редуктора.

3. Качественная оценка технического уровня редуктора.

g = 0,267 > 0,2 – низкий; редуктор морально устарел.

Производство такого редуктора экономически неоправданно.

Список литературы

1. , , Перель качения: Справочник. – М., 1975.

2. Детали машин: Атлас конструкций / Под ред. . – М., 1998.

3. , Леликов узлов и деталей машин. – М., 1998.

4. Иванов машин. – М.: Высшая школа, 1998.

5. , , Стреляев механика. М.: Высшая школа, 1985.

6. , , и др. Проектирование механических передач. – М., 1984.

7. Шейнблит проектирование деталей машин: Учебное пособие. Изд-е 2-е, перераб. и дополн. – Калининград: Янтарь, 2002.

8. Строков проектирование по Прикладной механике. Методические указания и задания к курсовому проектированию. – Волжский: ВФ МЭИ (ТУ), 2001.

9. Строков работы по Прикладной механике. Методические указания. Волжский: ВФ МЭИ (ТУ), 2001.

10. Строков передач. Методические указания к практическим занятиям по Прикладной механике. – Волжский: ВФ МЭИ (ТУ), 2002.