Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Модуль определяется по формуле:

 

;

 

где а _w – межосевое расстояние;

å_z – суммарное число зубьев проектируемой передачи.

Полученные значения модуля округляются до стандартных значений.

В данном курсовом проекте модули рассчитываются на ЭВМ. Исходные данные для расчета модулей приведены в табл. 4.1.

По результатам расчета модулей на ЭВМ (см. приложение 1) выбираем модули из стандартного ряда.

Для зубчатых передач 4…9 шестерен выбираем модули равные 2 мм, для зубчатых передач 10…15 шестерен выбираем модули равные 2,5 мм, для зубчатых передач 16…19 шестерен выбираем модули равные 3 мм.

 

 

Таблица 4.1 – Исходные данные для расчета модулей

Исходные данные	Обозначения и размерность	Расчетные формулы	Указания по выбору	Числовые величины
1	2	3	4	5
Степень точности зубчатых передач			ГОСТ 1643-81	7
Марка стали и термообработка				1) 40Х – зак-ка с нагревом 2) 12ХН3А – цем. с закалкой 3) 40ХФА – азотация
Мощность на валах	кВт			NII=4.61 NIII=4.43 NIV=4.25 NV=4.08
Число зубьев шестерни (зубчатое колесо с меньшим количеством зубьев)	Z			VI=25 XII=37 XVI=24
Расчетная частота вращения вала (шестерни)	n, об/мин			nI=800 nI=315 nI=200 nI=63
Передаточное число зубчатой пары	i			i3=63/25=2,52 i6=59/37=1,59 i7=76/24=3,16
Отношение ширины зубчатого венца к модулю	yВ	yВ=b /m	yВ=7¼14	10
Коэффициенты: - Перегрузки - Динамичности - Неравномерности распределенной нагрузки - формы зуба	кП кД   YH			1,2 1)1,1 2)1,0 3)1,05 0,44
Общая продолжительность работы механизма	Тм, ч			16000
Суммарное число циклов нагружения зуба за Тм	NC	NC=60n Тм		7,68*108 3,02*108 1,92*108 6,05*107
Коэффициент переменности режима нагрузок	Kи реж			0,8
Длительный предел выносливости зуба при работе на изгиб	sи пр, Мпа		Для 3-х сталей	1-240 2-460 3-300
Допускаемое напряжение на изгиб	[sи ], Мпа	[sи ]= sи пр* Kи реж	Для 3-х сталей	1-192 2-368 3-240
Делительный предел контактной выносливости	sкд, Мпа		Для 3-х сталей	1-950 2-1200 3-1050
Допускаемое напряжение при расчете на контактную прочность	[sк ], Мпа	[sк ]= sкд* Kи реж	Для 3-х сталей	1-760 2-960 3-840
Коэффициент переменности режима нагрузок	Кк реж			0,8

 

Расчет диаметров валов

 

Диаметр вала рассчитывается по формуле:

 

;

 

где с = 1,3…1,5;

N_i – мощность на рассчитываемом валу;

n_i – частота вращения рассчитываемого вала.

В данном курсовом проекте расчет диаметров валов производится на ЭВМ.

Исходные данные для расчета в даны в табл. 5.1.

По результатам расчета диаметров валов на ЭВМ принимаем следующие значения:

- для первого вала d = 25 мм;

- для второго вала d = 25 мм;

- для третьего вала d = 35 мм;

- для четвертого вала d = 45 мм;

- для пятого вала диаметр берем с базового варианта d = 70 мм.

 

Рис. 5.1 – Общая расчетная схема

 

Рис. 5.2 – Расчетная схема нагружения II-го вала

 

Рис. 5.3 – Расчетная схема нагружения III-го вала

 

Рис. 5.4 – Расчетная схема нагружения IV-го вала

 

Таблица 5.1 – Исходные данные для расчета диаметров валов

Исходные данные и определяемые величины	Обозначение и размерность		Числовые величины
1	2		3
Крутящий момент на рассчитываемом валу	Т, Н*см		Т2=5787; Т3=14004; Т4=21200; Т5=65380
Допускаемое напряжение на изгиб	[sи], МПа		[s2]=75; [s3]=75; [s4]=74; [s5]=70.
Начальные диаметры колес	D, см		D0=107; D1=5,0; D2=107; D3=107.
			D0=12,6; D1=11,1; D2=107; D3=107.
			D0=7,2; D1=17,7; D2=107; D3=107.
Расстояния по расчетным схемам (рис. 5.1; рис. 5.2; рис. 5.3; рис. 5.4)		g	l0	l1	l2	l3
	II	19,6	0	2,5	27,6	0
	III	42,0	19,9	2,75	0	0
	IV	42,0	13,3	2,75	0	0
	V	42,0	13,3	0	0	-
Углы действия	рад		j0=j2=j3=0; j1=1,57; y0=y2=y3=1,57; y1=3,14.
			j2=j3=0; j0=1,57; j1=2,21; y2=y3=1,57; y0=3,14; y1=3,78.
			j2=j3=0; j0=1,16; j1=2,21; y2=y3=1,57; y0=5,89; y1=0,93.

 

В приложении представлены распечатки вводы исходных данных и результаты расчета диаметра валов.

 

Расчет подшипников качения

Выбор подшипников качения ведется по динамической грузоподъемности С, определяемой по формуле:

 

;

 

где L – число оборотов за расчетный срок службы подшипников;

Р – расчетная нагрузка подшипника, Н;

С – динамическая грузоподъемность подшипника;

a – коэффициент (для подшипников a=3).

Расчетный срок службы подшипника в часах выражается зависимостью:

 

;

 

Расчетную нагрузку подшипника определяют по формуле:

 

;

 

где F_r – радиальная нагрузка, Н;

F_a – осевая нагрузка, Н;

x – коэффициент радиальной нагрузки;

y – коэффициент вращения (при вращении внутреннего кольца v=1, при вращении наружного кольца v=1,2);

k_r – коэффициент безопасности (для токарных станков k_r=1…1,2);

k_T – безразмерный температурный коэффициент.

В коробках скоростей обычно используют прямозубые колеса, поэтому формула для определения расчетной нагрузки, без учета осевых сил примет вид:

 

;

 

величина радиальной нагрузки подсчитывается по формуле:

 

;

 

где ,  - наибольшие по величине опорные реакции, определяемые при расчете вала.

Проведем подбор подшипников для II вала. Из распечатки расчета вала выписываем наибольшие опорные реакции G(0)=979,813 H, B₁(0)=690,197 и определяем

 Н;

для определения расчетной нагрузки принимаем v=1, k_T=1,05, k_s=1,3, тогда:

 Н;

определяем L, при известной частоте вращения n=800 об/мин (см. табл. 2.1) и задавшись L_n=16000 ч:

 

 млн. оборотов.

 

Динамическая грузоподъемность:

 

 Н.

Результаты расчета всех валов сведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1 – Динамическая грузоподъемность подшипников

№ вала	G(0), H	B1(0), H	Fr, H	P, H	L, млн. об.	C, H
II	979,813	690,197	1198,50	1635,95	768	14981,56
III	528,586	1150,644	1266,25	1728,43	302,4	11601,45
IV	1311,036	1621,642	2085,31	2846,45	192	16421,16

 

По расчетному значению С и принятым по приложению 2 диаметрам валов: d_II=20 мм; d_III=35 мм; d_IV=45 мм, выбираем по каталогу /3/ подшипники: №205 (С=14000); №107 (С=15900); №109 (С=21200).

 

Расчет шлицевых соединений

По каталогу /3/ производим выбор геометрических характеристик шлицевых валов. Номинальные размеры для II-го вала 6*23*28; для III-го вала 8*32*38, для IV-го вала 8*42*48. Затем производим проверочный расчет шлицевых соединений по напряжению смятия.

 

,

 

где z – число зубьев шлица;

D – наружный диаметр;

d – внутренний диаметр шлицевого соединения;

r – радиус при вершине шлицевого соединения;

l – длина шлицевого соединения;

М_кр – момент передаваемый шлицевым соединением;

[s_см] – предельное допускаемое напряжение на смятие; (для нормализованной Стали 45 [s_см]=150 МПа).

Для II-го вала:

;

Для III-го вала:

;

Для IV-го вала:

.

Выбранные нами шлицевые соединения проходят проверочный расчет по напряжению смятия.

Расчет шпоночных соединений

По каталогу /3/ для выбранных нами диаметров валов определяем геометрические характеристики шпоночного соединения. Длину шпонки выбираем из нормального ряда с таким расчетом, чтобы она была на 5…10 мм короче ступицы закрепляемой детали.

Проверяем шпоночное соединение на смятие по формуле:

 

;

 

где l_p – длина шпонки;

к – рабочая глубина в ступице.

Для V-го вала:

.

Шпоночные соединения удовлетворяют проверочному расчету по напряжению смятия.

 

Литература

1. Киреев Г.И. Комплексный расчет коробок скоростей металлорежущих станков на ЕС-ЭВМ: указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 0501. Часть I. – Ульяновск: УлПИ, 1984. – 43 с.

2. Шестернинов А.В., Горшков Г.М., Филиппов Д.Ю. Расчет приводов подач металлорежущих станков. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию для студентов специальности 1201. – Ульяновск: УлПИ, 1992. – 48 с.

3. Дунаев П.Ф., Лешков О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие для техн. спец. Вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М: Высш. шк., 1998. – 447 с.