Детали машин и основы конструирования
Определение основных параметров привода и выбор электродвигателя. Выбор материалов и расчет допускаемых напряжений. Определение основных геометрических параметров зубчатой передачи. Выбор посадок гладких цилиндрических соединений и расчет допусков.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.08.2012 |
| Размер файла | 120,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования республики беларусь
Учреждение образования
«Белорусский государственный университет транспорта»
Кафедра «Техническая физика и теоретическая механика»
Контрольная работа №3
по дисциплине «Детали машин и основы конструирования»
Выполнила Проверил
Студентка группы УК-21 ст. преподаватель
Виноградова Н. А. Макеев С. В.
Гомель 2012
Содержание
- 1 Задание
- 2 Определение основных параметров привода и выбор электродвигателя
- 3 Выбор материалов и расчёт допускаемых напряжений
- 3.1 Выбор материалов для изготовления деталей редуктора
- 3.2 Определение допускаемых контактных напряжений
- 4 Определение основных геометрических параметров зубчатой передачи
- 4.1 Расчёт величины межосевого расстояния
- 4.2 Определение геометрических параметров зубчатых колёс
- 5 Проверочный расчёт на прочность по контактным напряжениям
- 6 Расчёт валов и выбор подшипников
- 7 Выбор посадок гладких цилиндрических соединений и расчёт допусков
- Список используемой литературы
1 Задание
Принципиальная схема одноступенчатого цилиндрического редуктора с горизонтальным расположением зубчатых колёс (рис. 1):
Исходные данные:
Мощность на ведомом валу двигателя: . Частота вращения ведомого вала: . Передаточное отношение: . Редуктор с горизонтальным расположением зубчатых колёс. Зацепление прямозубое.
Размещено на http://www.allbest.ru/
2 Определение основных параметров привода и выбор электродвигателя
Определим общий КПД привода:
где - КПД зубчатого зацепления цилиндрической передачи, ;
- КПД пары подшипников качения, .
Потребная мощность электродвигателя:
.
Определяем частоту вращения ведущего вала:
.
По каталогу электродвигателей выбираем электродвигатель асинхронный серии 4А закрытый обдуваемый (ГОСТ 19523 - 81); мощность ; ; скольжение ; отношение величин пускового и номинального вращающего моментов
.
С учётом скольжения , определяем частоту вращения:
.
Определим погрешность расхождения:
.
Полученная погрешность меньше 4%.
Определяем угловые скорости валов редуктора:
;
.
Определяем мощность на валах:
;
.
Определяем крутящие моменты на валах:
;
.
3 Выбор материалов и расчёт допускаемых напряжений
3.1 Выбор материалов для изготовления деталей редуктора
При отсутствии особых требований к габаритам передачи для изготовления деталей зубчатой передачи наиболее целесообразно выбирать материалы со средними механическими характеристиками. Твёрдость материала должна при этом удовлетворять условию , что позволяет производить чистовое нарезание зубьев после термообработки. Для лучшей приработки зубьев шестерни и колеса и равномерного их износа твёрдость материала шестерни должна быть на 10-15 единиц Бриннеля выше твёрдости материала колеса: .
Для изготовления валов рекомендуется выбирать среднеуглеродистую сталь Ст 40X, Ст 45, Ст 5. Для изготовления деталей корпуса наиболее часто применяют чугуны СЧ 10 и СЧ 15.
Улучшение - закалка с нагревом до с последующим отпуском при нагреве до и охлаждении в воде или масле. Нормализация - термообработка с нагревом до и последующим медленным охлаждением. Закалка - нагрев до с последующим быстрым охлаждением в воде или масле.
Для изготовления шестерни выбираем сталь Ст 50 нормализованную с твёрдостью , пределом прочности , пределом текучести . Для изготовления колеса принимаем сталь Ст 40 улучшенную с твёрдостью , пределом прочности , пределом текучести .При таком выборе материалов шестерни и колеса обеспечивается выполнение условия .
Для изготовления валов принимаем сталь Ст 45 нормализованную, предел прочности , предел текучести .
Для изготовления деталей корпуса редуктора выбираем серый чугун марки СЧ 15, обладающий хорошими линейными свойствами.
3.2 Определение допускаемых контактных напряжений
Величина допускаемого контактного напряжения определяется по формуле:
где - предел контактной выносливости поверхности зубьев. Для зубчатых колёс при
, ;
- коэффициент безопасности;
- коэффициент долговечности.
В качестве расчётного принимаем среднее значение допускаемого напряжения по условию:
где - допускаемое контактное напряжение зубьев шестерни, ;
- допускаемое контактное напряжение зубьев колеса, ;
Определяем пределы контактной выносливости материалов шестерни и колеса:
, .
Зубья шестерни и колеса будут иметь однородную по всему объёму структуру (термообработка - улучшение), поэтому принимаем коэффициент безопасности . Редуктор рассчитывается на 30000 часов работы при постоянной нагрузке, в этом случае коэффициент долговечности .
Допускаемые контактные напряжения материалов шестерни и колеса:
, .
Расчётное допускаемое контактное напряжение:
.
Принимаем .
4 Определение основных геометрических параметров зубчатой передачи
4.1 Расчёт величины межосевого расстояния
Величина межосевого расстояния определяется по формуле:
где - постоянный коэффициент;
- передаточное отношение ;
- приведенный модуль упругости материалов шестерни и колеса, ;
- крутящий момент на выходном валу, ;
- коэффициент концентрации нагрузки при расчётах по контактным напряжениям;
- коэффициент зависимости ширины колеса от величины межосевого расстояния;
- допускаемое контактное напряжение.
Для прямозубого зацепления , для стальных зубчатых колёс , предварительно определенный крутящий момент на ведомом валу . Принимаем коэффициент зависимости ширины колеса от величины межосевого расстояния . Тогда коэффициент зависимости ширины колеса от величины делительного диаметра определяется по формуле:
.
По графику определяем коэффициент концентрации нагрузки при расчётах по контактным напряжениям .
Полученные значения подставляем в формулу для определения межосевого расстояния:
.
В результате расчёта получили значение . Так как редуктор предназначен для мелкосерийного производства, то принимать стандартное межосевое расстояние не обязательно. Расчётное значение межосевого расстояния округляем по ряду нормальных линейных размеров . Принимаем .
4.2 Определение геометрических параметров зубчатых колёс
привод электродвигатель зубчатая передача
Ширину колеса определяем по формуле . Принимаем . Ширина шестерни должна быть на больше ширины колеса: .
Нормальный модуль зацепления принимаем в пределах:
.
Принимаем стандартный модуль зацепления .
Суммарное число зубьев определяется по формуле . При расчёте прямозубых передач следует величину модуля подбирать таким образом, чтобы суммарное число зубьев было целым числом. Число зубьев шестерни определяется по формуле . Число зубьев колеса .
Фактическое передаточное отношение: .
Определяем процентное отклонение от заданного значения (отклонение не должно превышать 4%):
.
Делительные размеры шестерни и колеса:
; .
Фактическое межосевое расстояние:
.
Диаметры окружностей выступов шестерни и колеса:
; .
Диаметры окружностей впадин шестерни и колеса (где - радиальный зазор):
;
.
5 Проверочный расчёт на прочность по контактным напряжениям
Условие прочности зубчатой передачи по контактным напряжениям:
.
где - коэффициент, учитывающий повышение прочности косозубых передач по контактным напряжениям (для прямозубого зацепления );
- стандартный угол зацепления, ;
- коэффициент расчётной нагрузки.
Окружная скорость определяется по формуле
Степень точности передачи назначаем 8 (средней точности).
Коэффициент расчётной нагрузки определяется по формуле:
,
где - коэффициент концентрации напряжений;
- коэффициент, учитывающий динамический характер приложения нагрузки. Определяется по графику в зависимости от окружной скорости и назначенного квалитета точности изготовления передачи.
.
6 Расчёт валов и выбор подшипников
Определяем минимально допускаемые диаметры ведущего и ведомого валов редуктора из расчёта на кручение по пониженным допускаемым напряжениям:
где - допускаемое касательное напряжение, . Принимаем ;
- крутящий момент на i-ом вале редуктора, . На ведущем , на ведомом .
Для ведущего вала: .
По ряду нормальных линейных размеров принимаем . Так как минимальная разница диаметров вала одной ступени должна быть не менее , то назначаем следующие диаметры: - для установки уплотнительной манжеты и посадки внутренних колец подшипников; - для посадки зубчатого колеса. При выполнение условия целесообразно изготовить вал и шестерню в виде одной детали.
В нашем случае , поэтому вал и шестерню будем изготавливать в виде двух деталей.
Для ведомого вала: .
По ряду нормальных линейных размеров принимаем . Диаметр для установки уплотнительной манжеты и посадки внутренних колец подшипников - ; для посадки зубчатого колеса - . Высота буртика - .
Подбираем подшипники:
По ГОСТ 7242-81 назначаем подшипники.
Для ведущего вала - подшипник 311 средней серии, у которого , , , , динамическая грузоподъемность , статическая грузоподъемность .
Для ведомого вала - подшипник 316 средней серии, у которого , , , , динамическая грузоподъемность , статическая грузоподъемность .
7 Выбор посадок гладких цилиндрических соединений и расчёт допусков
Для соединения зубчатого колеса с ведомым валом выбираем посадку Ш, для подшипников: на ведущем валу Ш и Ш, на ведомом - Ш и Ш.
Определим систему образования посадки: система отверстия.
Определим допуски по квалитетам отверстия и вала:
, .
Определяем значения основных отклонений вала и отверстия:
, .
Определяем оставшиеся отклонения (верхние):
, .
Изображаем схему расположения полей допусков.
Определяем характер соединения: исходя из взаимного расположения полей допусков имеет место посадка с натягом.
Определяем предельные размеры:
Определяем предельные и средний натяги (зазоры):
Определяем допуск посадки:
Список используемой литературы:
1 Конспект лекций по дисциплине «ТММ и ДМ».
2 Березовский Ю.Н., Чернилевский Д.В., Петров М.С.“Детали машин” М., “Машиностроение” 1983.
3 В.И. Врублевская Детали машин и основы конструирования Гомель, БелГУТ, 1991
4 В.Н. Кудрявцев Детали машин Ленинград, Машиностроение 1980
5 Д.С. Левятов Расчеты и конструирование деталей машин. М., Высшая школа, 1979
6 М.Н. Иванов, В. Н. Иванов Детали машин. Курсовое проектирование. М., Высшая школа, 1975
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Кинематический расчет привода, выбор и обоснование электродвигателя. Определение допускаемых напряжений. Выбор материалов зубчатых колес. Вычисление параметров зубчатой и клиноременной передачи, валов, а также размеров деталей передач, корпуса редуктора.
курсовая работа [264,7 K], добавлен 22.01.2015Расчет и геометрическое проектирование параметров зубчатой передачи, определение допусков цилиндрических зубчатых колес, выбор вида сопряжения. Расчет посадок и исполнительных размеров калибров-пробок для зубчатого зацепления и для подшипников качения.
контрольная работа [49,1 K], добавлен 08.09.2010Выбор посадки с зазором в подшипниках скольжения. Расчет и выбор калибров для контроля деталей гладких цилиндрических соединений. Определение размерной цепи и геометрических параметров и построение схемы расположения допусков резьбовых соединений.
курсовая работа [428,1 K], добавлен 26.02.2023Выбор и расчет допусков и посадок гладких цилиндрических соединений. Расчет исполнительных размеров рабочих калибров для втулки и сборочной размерной цепи. Взаимозаменяемость и контроль резьбовых, шпоночных, шлицевых соединений и зубчатых передач.
курсовая работа [930,3 K], добавлен 27.04.2014Определение точностных характеристик и основных элементов гладких цилиндрических соединений. Выбор посадок с натягом расчетным методом. Определение посадки для подшипника скольжения с жидкостным трением. Обработка данных многократных измерений детали.
курсовая работа [801,5 K], добавлен 16.09.2012Выбор посадок для гладких цилиндрических соединений. Определение комплекса контрольных параметров зубчатого колеса по требованиям к точности его изготовления. Расчёт и выбор посадок для соединений с подшипником качения. Обработка результатов измерения.
курсовая работа [113,7 K], добавлен 29.11.2011Определение срока службы привода. Вычисление мощности и частоты вращения двигателя. Выбор материалов зубчатых передач, проверка допускаемых напряжений. Расчет геометрических параметров закрытой цилиндрической зубчатой передачи, валов и подшипников.
курсовая работа [104,7 K], добавлен 18.11.2012Расчет и выбор посадок гладких цилиндрических соединений. Метод аналогии, расчет посадки с натягом. Выбор допусков и посадок сложных соединений. Требования к точности размеров, формы, расположения и шероховатости поверхностей на рабочем чертеже.
реферат [647,2 K], добавлен 22.04.2013Выбор электродвигателя и кинематических параметров привода. Уточнение кинематических и силовых параметров двигателя и редуктора. Расчет цилиндрической зубчатой передачи. Определение допускаемых напряжений. Проверки долговечности и прочности подшипников.
курсовая работа [570,5 K], добавлен 06.09.2016Особенности выбора допуска и посадок для гладких цилиндрических соединений, выбор полей допусков для деталей, сопрягаемых с подшипниками качения. Выбор допусков и посадок шпоночных, шлицевых соединений. Расчет допусков размеров заданной размерной цепи.
курсовая работа [735,9 K], добавлен 31.05.2010
