Соединения деталей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РТ Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования

Казанский Государственный технический университет имени А.Н. Туполева

Набережночелнинский филиал

Кафедра КТМП

Расчётно-графическая работа по курсу

«Детали машин»

Выполнил студент группы 23301:

Абдуллин И.А.

Проверила:

Доцент Кокина Т.М.

2010

Задание №9. Вариант №1

В планетарном редукторе (см. рис. 1) вращение от быстроходного вала 1 через зубчатую муфту 2 передается на центральную шестерню 3. С ней зацепляется три колеса 4, которые вращаются вокруг своих осей и обкатываются по неподвижному колесу 5, закрепленного в корпусе 6, приводя в движение, водило 7. Фланец тихоходного вала 8 приварен к водило 7. Детали 1, 2, 3, 4, 5, выполнены из стали 45 улучшенной, деталь 6 ? из чугуна СЧ - 20, деталь 7 ? из стали 35 улучшенной. Зубья деталей 1, 2, 3, закалены. Сварка ручная электродами ЭЧ2.

Рис. 1. ? Планетарный редуктор

Определить:

1. Размеры шпоночного соединения вала 8 ;

2. Длину l, зубчатого соединения деталей 1 и 2;

Проверить прочность сварного шва №1;

Подобрать посадку с натягом колеса 5 в корпусе 6.

Примечание:

1. Вращающие моменты: на валу 8 -, на валу 1 Т_а= Т/U*n на колесе 5 Т_в= Т-Т_а

2. Колесо 5 считать втулкой с внутренним диаметром d₁=m(k_c+2.5) и толщиной S=3+2 мм, корпус 6 ? втулкой толщиной S_k=1.2S

3. При l_ст<1.2d_в принять l_cт= 1.2d_в;

Исходные данные:

Т, Н*м	dв, мм	Модуль зацепления m, мм	Число зубьев zв/zа
90	25	1,25	87/21

1. Размеры шпоночного соединения вала 8

Примем шпонку призматическую со скруглёнными краями по ГОСТ 23360-78: сечение 8Ч7, длина 56 мм.

Определяем напряжение смятия

_см =,

где - рабочая длинна шпонки, мм;

h - высота шпонки, мм;

- глубина паза, мм.

_см = 2•10³ / (90/25•46 •(7-4)) = 180000/3450 = 52 МПа

Полученное значение не превышает допустимого []_см = 100 МПа.

2. Длинна зубчатого соединения деталей 1 и 2

Определим напряжение смятия:

= /() ?[]_усл,

где - крутящий момент на валу 1, Н•м;

- статический момент единицы длины рабочей поверхности

зубьев относительно оси вала, /мм;

- длина соединения, мм;

[]_{усл -} условное допускаемое давление, МПа [1, таблица 8.3].

= ,

где - рабочая высота зубьев, мм;

- средний по высоте зуба диаметр, мм.

= 0,8m = 0,8•1,25 = 1 мм;

= m= 1,25•24 = 30 мм;

= T/U = T/(1 + )= 90/(1+87/21) = 18 Н•м;

= 0,5•21•1•26,25 = 275,6 /мм.

Примем длину соединения = 10 мм. Тогда напряжение смятия равно:

= 1000•18/(275,6•8) = 8,2 МПа.

Соединение пригодно.

3. Прочность сварного шва №1

вал деталь втулка корпус

Материал водила 7 и вала 8 - Сталь 35 улучшенная, для которой предел текучести = 430 МПа [2, С. 88]. Допускаемое напряжение на срез сварного шва выбираем исходя из основного допускаемого напряжения для стали 35 улучшенной [1, Табл. 4.1]:

[_cр = 0,6 []_р = 0,6•215 = 129 МПа,

где []_р = /n = 430/2 = 215 МПа - допускаемое напряжение на растяжение;

n - запас прочности.

Окружное усилие, действующее на сварной шов:

F = = 2•90/0,035 = 180/0,035 = 5143 Н,

где = + 10 мм = 35 мм - диаметр расположения сварного шва.

Условие прочности сварного шва:

ф_cр = ? [ф]_cр,

где = 0,1= 0,1•25 = 2,5 мм - катет шва;

= р= 3,14•35 = 109,9 мм - длина сварного шва

ф_cр =5143/0,7•2,5•109,9 = 26,8 МПа ? [ф]_cр

Полученные значения напряжений среза меньше допустимых, шов с катетом к = 2,5 мм пригоден.

4. Подбор посадки с натягом колеса 5 в корпусе 6

Определим внутренний диаметр втулки (колеса 5)

1,25•(87 + 2,5)= 111,9 мм;

Определяем внешний диаметр втулки (колеса 5)

= 123,4 мм;

Определяем внешний диаметр корпуса 6

= 137,2

Для установки колеса 5 в корпус 6 примем посадку с натягом , для которой отклонения отверстия 0 и + 25 мкм [2, стр. 360]; отклонения вала +258 и +304 мкм; наибольший натяг = 0 - 304 = 0,304 мм.

Условие прочности соединения при нагружении крутящим моментом

,

где - момент на колесе 5, Н•м;

- коэффициент трения[3, стр.105];

- удельное давление на поверхности контакта, МПа;

= 5 =16,75 мм - ширина соединения;

,

где - коэффициенты, определяемые по формулам

,

где и , и - модули упругости и коэффициенты Пуассона материалов вала и втулки[3, стр. 105].

(123,4²+111,9²) / (123,4²- 111,9²⁾ - 0,3 = 9,96

С₂ = (137,2²+111,9²) / (137,2²-111,9²) - 0,25 = 4,97

р= 0,304/123,4 (9,96/22•10⁴+4,97/14•10⁴) = 30,4 МПа.

Определяем расчётный момент

30,4•3,14•12522•18,8/2 = 1123582 Н•мм = 1124Н•м

.

Момент на колесе меньше расчётного, посадка пригодна.

Список использованной литературы

1. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1989. ? 496 с.: ил.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора машиностроителя. В 3 т. ? М.: Машиностроение, 2001. ? 920 с.

3. Иванов М.Н. Детали машин: Учебник для вузов. / Изд. 3-е, доп. и перераб. ? М.: Высшая школа, 1976. - 399 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru