Расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора с верхним расположением шестерни

Р = Р_r - эквивалентная динамическая нагрузка, Н.

к = 3 - показатель степени для шариковых подшипников.

а₁ = 1 - коэффициент надежности по табл. 7.5 [1, стр. 108]

а₂₃ = 0,8 - коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств материала деталей подшипника и условий его эксплуатации. [1, стр. 108]

условие выполнено

Подшипник 208 ГОСТ 8338-75 пригоден, так как его расчетный ресурс много больше требуемого.

6. Подбор шпоночных соединений

6.1 Подбор шпонки для соединения зубчатого колеса и вала

При установке колес на валах необходимо обеспечить надежное базирование колеса по валу, передачу вращающего момента от колеса к валу или от вала к колесу. [1, стр. 77]

Для передачи вращающего момента чаще всего применяют призматические и сегментные шпонки. [1, стр. 77]

Соединение призматическими шпонками ненапряжное, оно требует изготовление вала и отверстия с большой точностью.

Во многих случаях посадка ступицы на вал производится с натягом.

Момент передается с вала на ступицу боковым узким граням шпонки. При этом на них возникают напряжения смятия у_см, а в продольном сечении шпонки - напряжения среза .

Для упрощения расчета допускают, что шпонка врезана в вал на половину своей высоты, напряжения у_см распределяются равномерно по высоте и длине шпонки, а плечо равнодействующей этих напряжений равно d/2.

Условие прочности:

[(6.1),1, стр. 88]

[(6.2),1, стр. 88]

У стандартных шпонок размеры b и h подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают не напряжения среза, а напряжения смятия. Поэтому при расчетах используются только формула 6.1.

Назначаем в качестве соединения призматическую шпонку со скругленными концами.

Размеры b и h берем из табл. 24.29[1, стр. 432] и определяем расчетную длину l_p шпонки.

Длину ступицы назначают на 8-10 мм больше длины шпонки.

При диаметре вала 45 мм и длине ступицы l_ст = b₂ = 38 мм. Выбираем шпонку со следующими параметрами:

b = 10мм; h = 8мм; s = 0,4 мм; t₁ = 5мм; t₂ = 3,3мм

Длину шпонки назначаем примерно на 8-10 мм меньше длины ступицы, согласно стандартному ряду длин для шпонок: l = 22мм.

- рабочая длина шпонки, при скругленных концах

Напряжение смятия:

условие выполнено.

- для неподвижных соединений с натягом. [2, стр. 90].

6.2. Подбор шпонок входного и выходного хвостовиков

6.2.1 Быстроходный вал

При диаметре хвостовика 20 мм и длине 30 мм.

Выбираем шпонку со следующими параметрами:

b = 4мм; h = 4мм; s = 0,25 мм; t₁ = 2,5мм; t₂ = 1,8мм; l = 19мм

- рабочая длина шпонки, при скругленных концах

Напряжение смятия:

условие выполнено.

- для неподвижных соединений с натягом. [2, стр. 90].

6.2.2 Тихоходный вал

При диаметре хвостовика 28 мм и длине 42 мм.

Выбираем шпонку со следующими параметрами:

b = 5мм; h = 5мм; s = 0,25 мм; t₁ = 3мм; t₂ = 2,3мм; l = 32мм (рис.4)

Рис. 4

- рабочая длина шпонки, при скругленных концах

Напряжение смятия:

условие выполнено.

- для неподвижных соединений с натягом. [2, стр. 90].

Заключение

В данном курсовом проекте разработан одноступенчатый цилиндрический редуктор, что на практике позволило применить и закрепить знания, полученные при изучении курса «Детали машин».

В соответствии с современными тенденциями проектируемый механизм должен удовлетворять требованиям по:

- высокой производительности;

- экономичности производства и эксплуатации;

- гарантированному сроку службы;

- удобству и безопасности обслуживания;

- небольшим габаритам и массе;

- транспортабельности и эстетике.

Форма и внешний вид спроектированного редуктора достаточно эстетичны, а небольшие габаритные размеры облегчают его транспортировку и установку. Редуктор достаточно прост в эксплуатации, его конструкция предусматривает легкую сборку, безопасный осмотр, замену смазки и деталей.

Полученные при расчетах коэффициенты запаса прочности, жесткости и износостойкости деталей механизма превышают допустимые более, чем в 10 раз, что не дает сомнения в их надежности при работе и гарантированном сроке службы.

На основании расчетов на прочность, определении допускаемых напряжений были выбраны материал, вид термообработки, конфигурация и размеры деталей.

Жесткость деталей - способность сопротивляться изменению формы и размеров под нагрузкой, очень важна, особенно для валов, от этого зависит удовлетворительная работа подшипников, зубчатой передачи.

Износостойкость деталей зависит от выбранного материала, вида термообработки и шероховатости сопряженных поверхностей. Это учитывалось при конструировании деталей.

Технологичность конструкции увеличивается, с уменьшением затрат на ее производство. С этой целью в проектируемом редукторе используются литые чугунные корпус и крышки, что допускает их минимальную механическую обработку.

В конструкции редуктора используются стандартные посадки, конструктивные элементы, стандартные крепежные детали и уплотнительные устройства, что тоже значительно повышает технологичность изделия.

Список литературы

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. вузов.-7-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2001.-447с.: ил.

2. Иванов М.Н. Детали машин: Учеб. для студентов высш. техн. учеб. заведений. - 5-е изд., перераб. - М.: Высш. шк., 1991.-383с.: ил.

Размещено на Allbest.ru