Привод главного движения

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Описание конструкции и принципа действия привода главного движения

1.1 Назначение

Привод главного движения служит для ступенчатого изменения угловой скорости на ведомом валу.

1.2 Основные составляющие механизма

Состоит из корпуса 51, который закрывается смотровой крышкой 1. В корпусе 51 находятся валы 6,19,25,30 установленные в подшипниках 3,14,24,29,45. На валах 6,19,25,30 установлены зубчатые колёса 15,18,21,32,35,37,38 и блоки шестерён 2,22,36 служащие для передачи вращательного движения на вал 30. Подшипники 3,14,24,29,45 закрываются крышками подшипников 4,12,23,28,40,48, которые предохраняют их от попадания грязи.

1.3 Принцип действия механизма

Ведущий вал 6 приводится в движение от шкива клиноременной передачи с помощью шпонки 8. От ведущего вала 6 с помощью шлицевого соединения передаётся крутящий момент блоку шестерён 2. Блок шестерён 2 входит в зацепление с зубчатыми колёсами 15,18,21 с помощью зубчатого зацепления тем самым реализуя три передачи. Зубчатые колёса 15,18,21 передают крутящий момент промежуточному валу 19 с помощью шпонки 17. От промежуточного вала 19 передаётся движение блоку шестерён 22 при помощи шлицевого соединения. Шлицевое соединение так же позволяет перемещаться блоку шестерён 22 в осевом направлении и позволяет заходить в зацепление с зубчатыми колёсами 35,32 реализуя ещё две передачи. Зубчатые колёса 32,35 передают крутящий момент промежуточному валу 25 при помощи шпонки 33, а 35 с помощью посадки с натягом. От промежуточного вала 25 передаётся крутящий момент блоку шестерён 36 при помощи шлицевого соединения. С блока шестерен 36 крутящий момент передается на главный вал движения 30, который закреплён в стакане 39 при помощи зубчатых колес 37 или 38, насаженных на вал с натягом, тем самым реализуя ещё две передачи. Зубчатые колёса 37,38 передают крутящий момент валу главного движения 30 при помощи посадки с натягом.

Привод главного движения имеет 12 скоростей, позволяющих получать нужные угловые скорости главного вала 30 при постоянной скорости ведущего вала 6.

2. Выбор посадок методом аналогов

2.1 Посадка с зазором

2.1.1 Выбор и обоснование посадки с зазором

Рисунок 2.1. Эскиз сопряжения крышки подшипника с корпусом. Посадка с зазором

Сопряжение d7=72 мм. [Курсовое проектирование деталей машин А.Е. Шейнблит 1991 г.] таб. к27. Сопряжение крышки подшипника с корпусом 51, с дополнительными винтами 49. Соединений разъемное, неподвижное. Для аналогичных сопряжений принимают посадку с зазором H/d (D/h) - «широкоходовые». [2] c 309. Характеризуется большим гарантированным зазором позволяющим компенсировать значительные отклонения расположения сопрягаемых поверхностей и температурные деформации, и обеспечить свободное перемещение деталей или их регулировку и сборку. Для такого рода соединений применяются посадки с зазором. Данному сопряжению соответствует посадка . [2] с. 308, рис. 1.53. Посадка низкой точности предназначена для подвижных соединений, не требующих точности перемещения, и для неподвижных грубоцентрированных соединений. В грубых квалитетах (11,12) - это предпочтительные посадки с минимальным гарантированным зазором, необходимым для компенсации отклонений расположения сопрягаемых поверхностей, защитных покрытий, наносимых на поверхности, или обеспечение подвижности соединения в условиях соединения и загрязнения. Данная посадка применяется для крышки подшипников.

2.1.2 Расчет размерных параметров деталей и характеристик посадки с зазором

Параметры отверстия 72 H11. [2], таб. 1.27.

Номинальный размер: Dn=72 мм

Верхнее предельное отклонение: ES=+0.190 мм

Нижнее предельное отклонение: EI=0

Наибольший предельный размер: Dmax=Dn+ES=72+0,190=72,190 мм

Наименьший предельный размер: Dmin=Dn+EI=72+0=72 мм

Допуск размера TD=ES-EI=0,190-0=0,190 мм

Параметры вала O72 d11[2], табл. 1.28

Номинальный размер: dn=72 мм

Верхнее предельное отклонение: es=-0,100 мм

Нижнее предельное отклонение: ei=-0,290 мм

Наибольший предельный размер: dmax=dn+es=72-0.100=71.9 мм

Наименьший предельный размер: dmin=den+ei=72-0.290=71.71 мм

Допуск размера: Td=es-ei=-0,100+0,290=0,190 мм

Параметры сопряжения

O72,

Наибольший зазор: Smax=Dmax-dmin=72.190-71.71=0.480 мм

Наименьший зазор: Smin=Dmin-dmax=72-71.9=0.100 мм

Средний зазор: Sm=(Smax+Smin)/2=(0.480+0.100)/2=0.290 мм

Допуск зазора: TS=TD+Td=0.190+0.190=0.380 мм

Рисунок 2.2. Расположение полей допусков для сопряжения крышки подшипника с корпусом

Рисунок 2.3. Эскиз сопрягаемого участка крышки подшипника



Рисунок 2.4. Эскиз отверстия в корпусе

В посадке под отверстие в корпусе допуск параллельности торцевой поверхности крышки контактирующей с подшипником задаем чтобы ограничить отклонения геометрической формы посадочных поверхностей. [2] табл. 2.13

Значения шероховатостей, исходя из сопрягаемых деталей, берётся для крышки Ra=3,2 мкм; для отверстия в корпусе Ra=3,2 мкм [2], табл. 2.68.

2.2 Посадка с натягом

2.2.1 Выбор и обоснование посадки с натягом

Сопряжение по d27=60 мм. [1]. табл. П. 7.2. Сопряжение главного вала 30 со ступицей зубчатого колеса 37. Соединение неподвижное, без дополнительного крепления. Неподвижность обеспечивается гарантированным натягом. Характер нагрузки умеренный. Для такого рода соединений применяются «прессовые средние» посадки с натягом типа [2], с. 340 - характеризуются умеренными гарантированными натягами, обеспечивающими передачу нагрузок средней величины без дополнительного крепления. В некоторых случаях, когда применение посадок с большими натягами недопустимо по условиям прочности деталей, посадки данной группы применяются и в соединениях, воспринимающих тяжелые нагрузки, но с дополнительным креплением. Принимаем посадку [2], c. 341. Пример применения: зубчатое колесо и вал главного движения.

Рисунок 2.5. Схема сопряжения вала главного движения с зубчатым колесом. Посадка с натягом

2.2.2 Расчет размерных параметров деталей и характеристик посадки с натягом

Параметры отверстия O 60 Н7[2], табл. 1.27

Номинальный размер: Dn=60 мм

Верхнее предельное отклонение: EI=+0,030 мм

Нижнее предельное отклонение: EI=0

Наибольший предельный размер: Dmax=Dn+ES=60+0.030=60.030 мм

Наименьший предельный размер: Dmin=Dn+EI=60+0=60 мм

Допуск размера: TD=ES-EI=0.030-0=0.030 мм

Параметры вала O60s6[2].с. 95, табл. 1.30

Номинальный размер: dn=60 мм

Верхнее предельное отклонение: es=+0.072 мм

Нижнее предельное отклонение: ei=+0.053 мм

Наибольший предельный размер: dmax=dn+es=60+0.072=60.072 мм

Наименьший предельный размер: dmin=dn+ei=60+0.053=60.053 мм

Допуск размера: Td=es-ei=0.072-0.053=0.019 мм

Параметры сопряжения

O 60,

Наибольший натяг: Nmax=dmax-Dmin=60.072-60=0.072 мм

Наименьший натяг: Nmin=dmin-Dmax=60.053-60.030=0.023 мм

Средний натяг: Nm=(Nmax+Nmin)/2=(0.072+0.023)/2=0.0475 мм

Допуск натяга: TN=TD+Td=0,030+0,019=0,049 мм

Рисунок 2.6. Расположение полей допусков для сопряжения вала главного движения со ступицей зубчатого колеса



Рисунок 2.7. Эскиз отверстия зубчатого колеса

В посадке под отверстие в зубчатом колесе допуск цилиндричности посадочных поверхностей задаем чтобы ограничить концентрацию контактных давлений. [2] табл. 2.18

Значения шероховатостей, исходя из сопрягаемых деталей, берётся для отверстия в зубчатом колесе в диапазоне Ra=0,8?1,6 (принимаем Ra=1,25 мкм); для вала в диапазоне Ra=0,4?0,8 (принимаем Ra=0,6 мкм) [2], таблица 2.68.

2.3 Переходная посадка

2.3.1 Выбор и обоснование переходной посадки

Сопряжение по d20=50 мм [1].с. 42, табл. П. 7.2. Сопряжение промежуточного вала 25 со ступицей зубчатого колеса 32. Соединение неподвижное с дополнительным креплением с помощью шпонки 33. Для такого рода соединений применяются «напряженные» переходные посадки [2], с. 322. Наиболее характерный и применяемый тип переходных посадок. Сборка и разборка производится без значительных усилий. Небольшой натяг, получающийся в большинстве соединений, достаточен для центрирования деталей и предотвращения их вибраций в подвижных узлах при вращении со средними скоростями. Выбираем посадку [2], с. 322 - предпочтительная по СТ СЭВ 144-75. Применяется в зубчатых колесах на валах редукторов станков и других машин.

Рисунок 2.8. Эскиз сопряжения зубчатого колеса с валом. Переходная посадка

2.3.2 Расчет размерных параметров деталей и характеристик переходной посадки

Параметры отверстия O 50 Н7[2], табл. 1.27

Номинальный размер: Dn=50 мм

Верхнее предельное отклонение: ES=+0.025 мм

Нижнее предельное отклонение: EI=0

Наибольший предельный размер: Dmax=Dn+ES=50+0.025=50.025 мм

Наименьший предельный размер: Dmin=Dn+EI=50+0=50 мм

Допуск размера: TD=ES-EI=0,025-0=0,025 мм

Параметры вала O50к6[2].с. 91, табл. 1.29

Номинальный размер: dn=50 мм

Верхнее предельное отклонение: es=+0.018 мм

Нижнее предельное отклонение: ei=+0.002 мм

Наибольший предельный размер: dmax=dn+es=50+0.018=50.018 мм

Наименьший предельный размер: dmin=dn=ei=50+0.002=50.002 мм

Допуск размера: Td=es-ei=0,018-0,002=0,016 мм

Параметры сопряжения

O50,

Наибольший зазор: Smax=Dmax-dmin=50.025-50.002=0.023 мм

Набольший натяг: Nmax=dmax-Dmin=50.018-50=0.018 мм

Допуск переходной посадки: ТП=TD+Td=0.025+0.016=0.041 мм.

Рисунок 2.9. Расположение полей допусков для сопряжения промежуточного вала со ступицей зубчатого колеса

Рисунок 2.10. Эскиз отверстия в зубчатом колесе



Рисунок 2.11. Эскиз сопрягаемого участка промежуточного вала

В посадке под отверстие в шестерне допуск цилиндричности посадочных поверхностей задаем чтобы ограничить концентрацию контактных давлений. [2] табл. 2.18

Значения шероховатостей, исходя из сопрягаемых деталей, берётся для отверстия в шестерне в диапазоне Ra=0,8?1,6 (принимаем Ra=0,8 мкм); для вала в диапазоне Ra=0,4?0,8 (принимаем Ra=0,6 мкм) [2], табл. 2.68.

3. Расчет и выбор посадок колец подшипников качения

D₁₅=40 мм, R=3 kH, серия подшипника 200 [1].с. 41, табл. П. 7.1 и П. 7.2

Рисунок 3.1. Присоединительные размеры подшипника

Выбираем подшипник 208

Присоединительные размеры подшипника:

d= 40 мм; D=80 мм; В=18 мм; R=2 мм; [3] с. 117

b= B-2r=18-2*2=14 мм.

3.1 Выбор класса точности и определение видов нагружения колец

Класс точности выбираем P0 как самый распространенный в машиностроении.

Из анализа работы подшипникового узла [1] П. 7.1 устанавливаем виды нагружения колец подшипника. Радиальная нагрузка на опору(подшипник) действует постоянно в одном направлении, при этом внутреннее кольцо подшипника должно вращаться вместе в валом во избежание износа цапфы вала и развальцовки сопрягаемой поверхности кольца. Внешнее кольцо при этом находится в корпусе неподвижно.

Из выше сказанного следует, что дорожка внутреннего кольца поочерёдно нагружается действующей на опору силой, в результате его вращения относительно постоянной по направлению нагрузки, следовательно, вид нагружения внутреннего кольца циркуляционный. Дорожка наружного кольца нагружена постоянно в одной и той же зоне, поэтому вид нагружения кольца местный.

3.2 Расчет и выбор посадки для кольца, испытывающего циркуляционный вид нагружения

Рассчитываем посадку циркуляционно-нагруженного внутреннего кольца подшипника на вал по интенсивности радиальной нагрузки на посадочной поверхности по формуле [1] с. 10:

P_R=K_n·F·F_A (3.1)

где K₁-динамический коэффициент посадки. Так как указан нормальный режим работы, то K₁=1; K₂ - коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе. Так как промежуточный вал сплошной, а корпус - толстостенный, то K₂=1; K₃ - коэффициент неравномерности распределения радиальной нагрузки между рядами в двухрядных конических роликовых подшипниках или между сдваиваемымишариковыми подшипниками при наличии осевой нагрузки на опору, так какподшипник однорядный радиальный, а осевая нагрузка мала K₃=1.

P_R= 1·1· 1=214,286

Выбираем поле допуска для размера сопрягаемой поверхности с циркуляционно нагруженным кольцом[3], табл. 4.92 - выбираем js6

O40 js6 [2], табл. 1.29

Для кольца подшипника класса точности 0 по [3] с. 320, табл. 4,82 выбираем

O40 L0

Рассчитываем предельные натяги в сопряжении «подшипник-вал»:

Параметры вала: O40 js6

Номинальный размер: dn=40 мм

Верхнее предельное отклонение es= +0,008 мм;

Нижнее предельное отклонение ei= -0,008 мм;

Наибольший предельный размер d_max=d_n+es=40+0,008=40,008 мм;

Наименьший предельный размер d_min=d_n-ei=40 - 0,008=39,992 мм;

Допуск размера Td=d_max-d_min=40,008-39,992 =0,016 мм;

Параметры отверстия: O40 L0

Номинальный размер D_n=40 мм;

Верхнее предельное отклонение ES=0 мм;

Нижнее предельное отклонение EI= -0,012 мм;

Наибольший предельный размер D_max=D_n+ES = 40 мм;

Наименьший предельный размер D_min=D_n+EI=40-0,012=39,988 мм;

TD=D_max-D_min = 40-39,988 = 0,012 мм;

Параметры сопряжения:

O40

Максимальный натяг: Nmax=es-EI=0.008+0.012=0.020 мм

Минимальный натяг: Nmin=ei-ES=-0.008-0=-0.008 мм

Средний натяг: Nm=(Nmax+Nmin)/2=(0.020+(-0.008))/2=0.006 мм

Рисунок 3.2. Схема полей допусков для внутреннего кольца

Выбранную посадку с натягом во избежание разрыва кольца проверим по максимальному натягу. В результате проверки должно выполняться условие Nmax < [N], где [N] - допускаемый натяг по условию прочности кольца, м:

[N]= (3.2)

где k - коэффициент, зависящий от серии подшипника (k=2,3 для средней серии); [1] с. 11); d - номинальный диаметр кольца, мм, d=40 мм, [1].с. 41 П. 7.1 и П. 7.2; [= 400 Мпа принимаем по рекомендациям [3] с. 286.

[N]= =0,16135 мм

N_max=0,020 мм <[N]= 0,16135 мм

По приложению IV [4] находим допускаемые радиальные зазоры в подшипнике и _:

,

Определяем величину посадочного радиального зазора по формуле [1] c. 11:

?_пос.=- ?_{деф. к} (3.3)

где ?_{деф. к}=0,85N_max· - радиальная деформация кольца при максимальном натяге посадки N_max; (3.4)

d₀=d+ , (3.5)

где d и D присоединительные размеры подшипника. Для обеспечения работоспособности подшипника должно выполняться условие ?_пос>_..

d₀= 40 + = 50 мм

?_{деф. к}=0,85·0,020·= 0,0136 мм

?_пос=-0,0136=0,0319 мм

?_пос =0,0319>0

Т.к. ?_пос >0 условие работоспособности подшипника выполняется.

3.3 Выбор посадки для кольца, испытывающего местный вид нагружения

Для того чтобы в процессе работы механизма в результате действия вибраций и толчков кольцо имело возможность поворачиваться на определенный угол, меняя при этом место нагружения дорожки качения, по [3] табл. 4.89 выбираем посадку с зазором для сопряжения стакана с внешним кольцом подшипника и определяем предельные отклонения для сопряжения «корпус - подшипник»: O80.

Параметры вала: O80 l0 [3], табл. 4,82

Номинальный размер: dn=80 мм

Верхнее предельное отклонение: es=0

Нижнее предельное отклонение: ei=-0.020 мм

Среднее предельное отклонение: em=(es+ei)/2=(0-0,020)/2=-0,01 мм

Наибольший предельный размер d_max=d_n+es=80+0=80 мм;

Наименьший предельный размер d_min=d_n+ei=80 - 0,020=79,980 мм;

Допуск размера Td=d_max-d_min=80-79,980 =0,020 мм;

Параметры отверстия: O80 H7 [2].табл. 1.27

Номинальный размер: Dn=80 мм

Верхнее предельное отклонение: ES=+0.035 мм

Нижнее предельное отклонение: EI=0

Среднее предельное отклонение: Em=(ES+EI)/2=(0.035+0)/2=0.0175 мм

Наибольший предельный размер D_max=D_n+ES = 80+0,035=80,035 мм;

Наименьший предельный размер D_min=D_n+EI=80+0=80 мм;

Допуск размера TD=D_max-D_min = 80,035 -80 = 0,035 мм;

Параметры сопряжения:

O80

Наименьший зазор S_min=EI-es= 0-0= 0 мм;

Наибольший зазор S_max=ES-ei=0,035 - (-0,020)=0,055 мм ;

Средний зазор S_c= мм;

Рисунок 3.3. Схема расположения полей допусков для наружного кольца подшипника

Рисунок 3.4. Подшипниковый узел



Рисунок 3.5. Вал

Рисунок 3.6. Вал

Список источников

привод зазор посадка допуск

1 Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. А.И. Сурус, А.Ф. Дулевич, А.В. Блохин. Минск БГТУ 2006 г.

2 Допуски и посадки. Справочник, том 1. В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. 1982 г.

3 Допуски и посадки. Справочник, том 2. В.Д. Мягков, М.А. Палей, А.Б. Романов, В.А. Брагинский. 1983 г.

4 Лабораторный практикум по курсу «Детали машин, основы конструирования и ПТМ отрасли». А.Ф. Дулевич, С.А. Осоко, А.М. Лось и др. Минск БГТУ 2004 г.

Размещено на Allbest.ru