Курсовая работа: Червячная передача

Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Диаметр вала при допускаемом напряжении [к] = 25 МПа вычисляем по формуле 8.16[1]:

dв 

4.1  Ведущий вал.

dв  = 13,067 мм.

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 20 мм.

Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 30 мм.

Под 3-й элемент (червяк) выбираем диаметр вала: 40 мм.

Под 4-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 30 мм.

4.2  Выходной вал.

dв  = 37,034 мм.

Под 1-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.

Под 2-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 50 мм.

Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.

Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 40 мм.

Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.

Диаметры валов, мм

Длины участков валов, мм

5.1  Червячное колесо 1-й передачи

Диаметр ступицы: dступ = (1,5...1,8) x dвала = 1,5 x 50 = 75 мм.

Длина ступицы: Lступ = (1,2...1,7) x dвала = 1,2 x 50 = 60 мм = 66 мм.Толщина обода: о = 2 x mn = 2 x 4 = 8 мм

где mn = 4 мм - модуль зацепления.

Толщина диска: С = 0,25 x b2 = 0,25 x 66 = 16,5 мм = 16 мм.

где b2 = 66 мм - ширина зубчатого венца червячного колеса.

Внутренний диаметр обода:

Dобода = df2 - 4 x o = 190,4 - 4 x 8 = 158,4 мм = 158 мм.

Диаметр центровой окружности:

DC отв. = 0,5 x (Doбода + dступ.) = 0,5 x (158 + 75) = 116,5 мм = 116 мм

где Doбода = 158 мм - внутренний диаметр обода.

Диаметр отверстий: Dотв. =

50,75 мм = 13 мм.

Параметры для стопорных винтов: Dвинт = (1,2...1,4) x m = 1,3 x 4 = 5,2 мм.

Подбираем стандартный болт M6.

6.1  Выбор муфты на входном валу привода

В виду того, что в данном соединении валов требуется невысокая компенсирующая способность муфт, то допустима установка муфты упругой втулочно-пальцевой. Достоинство данного типа муфт: относительная простота конструкции и удобство замены упругих элементов. Выбор муфты упругой втулочно-пальцевой производится в зависимости от диаметров соединяемых валов, расчётного передаваемого крутящего момента и максимально допустимой частоты вращения вала. Диаметры соединяемых валов:

d(эл. двиг.) = 24 мм;

d(1-го вала) = 20 мм;

Передаваемый крутящий момент через муфту:

T = 10,952 Нxм

Расчётный передаваемый крутящий момент через муфту:

Tр = kр x T = 1,5 x 10,952 = 16,427 Нxм

здесь kр = 1,5 - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; значения его приведены в таблице 11.3[1].

Частота вращения муфты:

n = 697,5 об./мин.

Выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую 63-24-I.1-20-I.1-У2 ГОСТ 21424-93 (по табл. К21[3]).

Упругие элементы муфты проверим на смятие в предположении равномерного распределения нагрузки между пальцами.

см. = 0,782 МПа    [см] = 1,8МПа, здесь zc=4 - число пальцев; Do=70 мм - диаметр окружности расположения пальцев; dп=10 мм - диаметр пальца; lвт=15 мм - длина упругого элемента.

Рассчитаем на изгиб пальцы муфты, изготовленные из стали 45:

и =

13,494 МПа    [и] = 80МПа,

здесь c=4 мм - зазор между полумуфтами.

Условие прочности выполняется.

6.2  Выбор муфты на выходном валу привода

Для аварийного одноразового выключения привода при непредусмотренном резком повышении нагрузки применяют муфты с разрушающимися элементами; включение привода возможно лишь после замены разрушенного элемента, что затрудняет эксплуатацию. В нашем случае аварийные ситуации маловероятны, поэтому вполне допустима установка предохранительной муфты со срезным штифтом. Выбор предохранительной муфты со срезным штифтом производится в зависимости от диаметров соединяемых валов и расчётного передаваемого крутящего момента. Диаметры соединяемых валов:

d(выход. вала) = 40 мм;

d(вала потребит.) = 40 мм;

Передаваемый крутящий момент через муфту:

T = 249,338 Нxм

Расчётный передаваемый крутящий момент через муфту:

Tр = kр x T = 1,5 x 249,338 = 374,008 Нxм

здесь kр = 1,5 - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; значения его приведены в таблице 11.3[1].

Выбираем предохранительную муфты со срезным штифтом и проведём расчёт срезных штифтов.

В качестве предохранительного штифта выбираем штифт диаметром d=3 мм по ГОСТ 3128-70.

Вычислим радиус расположения срезного штифта:

R = 132,278 мм  132,3 мм;

здесь b ср = 400 МПа - предел прочности на срез для материала выбранного штифта.

Муфты

7.1  Червячное колесо 1-й червячной передачи

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 14x9. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

см =

67,847 МПа  [см]

где Т = 249338,467 Нxмм - момент на валу; dвала = 50 мм - диаметр вала; h = 9 мм - высота шпонки; b = 14 мм - ширина шпонки; l = 56 мм - длина шпонки; t1 = 5,5 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [см] = 75 МПа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

ср =

16,962 МПа  [ср]

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [ср] = 0,6 x [см] = 0,6 x 75 = 45 МПа.

Все условия прочности выполнены.

Соединения элементов передач с валами

8. Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенки корпуса и крышки одноступенчатого червячного редуктора:

 = 0.04 x aw + 2 = 0.04 x 140 + 2 = 7,6 мм

Так как должно быть   8.0 мм, принимаем  = 8.0 мм.

1 = 0.032 x aw + 2 = 0.032 x 140 + 2 = 6,48 мм

Так как должно быть 1  8.0 мм, принимаем 1 = 8.0 мм.

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b = 1.5 x  = 1.5 x 8 = 12 мм.

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: b1 = 1.5 x 1 = 1.5 x 8 = 12 мм.

Толщина нижнего пояса корпуса:

без бобышки: p = 2.35 x  = 2.35 x 8 = 18,8 мм.

Округляя в большую сторону, получим p = 19 мм.

при наличии бобышки: p1 = 1.5 x  = 1.5 x 8 = 12 мм.

p2 = (2,25...2,75) x  = 2.65 x 8 = 21,2 мм.

Округляя в большую сторону, получим p2 = 22 мм.

Толщина рёбер основания корпуса: m = (0,85...1) x  = 0.9 x 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m = 8 мм.

Толщина рёбер крышки: m1 = (0,85...1) x 1 = 0.9 x 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m1 = 8 мм.

Диаметр фундаментных болтов (их число  4):

d1 = (0,03...0,036) x aw (тихоходная ступень) + 12 =

(0,03...0,036) x 140 + 12 = 16,2...17,04 мм.

Принимаем d1 = 20 мм.

Диаметр болтов у подшипников:

d2 = (0,7...0,75) x d1 = (0,7...0,75) x 20 = 14...15 мм. Принимаем d2 = 16 мм.

соединяющих основание корпуса с крышкой:

d3 = (0,5...0,6) x d1 = (0,5...0,6) x 20 = 10...12 мм. Принимаем d3 = 12 мм.

Размеры, определяющие положение болтов d2 (см. рис. 10.18[1]):

e  (1...1,2) x d2 = (1...1.2) x 16 = 16...19,2 = 17 мм;

q  0,5 x d2 + d4 = 0,5 x 16 + 5 = 13 мм;

где крепление крышки подшипника d4 = 5 мм.

Высоту бобышки hб под болт d2 выбирают конструктивно так, чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку. Желательно у всех бобышек иметь одинаковую высоту hб.

9.1. 1-й вал

Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:

Fx3 = -273,788 H

Fy3 = -907,518 H

Fz3 = Fa3 = -2493,385 H

Из условия равенства суммы моментов сил относительно 1-й опоры:

Rx2 =

=

= 136,894 H

Ry2 =

=

= 837,357 H

Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:

Rx4 =  = = 136,894 H

Ry4 =  = = 70,161 H

Суммарные реакции опор:

R1 = = = 848,473 H;

R2 = = = 153,826 H;

2-й вал

Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:

Fx2 = 2493,385 H

Fy2 = -907,518 H

Fz2 = Fa2 = -273,788 H

Из условия равенства суммы моментов сил относительно 1-й опоры:

Rx1 =

=

= -1246,692 H

Ry1 =

=

= 636,284 H

Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:

Rx3 =

=

= -1246,692 H

Ry3 =

=

= 271,234 H

Суммарные реакции опор:

R1 = = = 1399,679 H;

R2 = = = 1275,857 H;

10. Построение эпюр моментов валов

10.1 Расчёт моментов 1-го вала

1 - е сечение

Mx = 0 Н x мм

My = 0 Н x мм

M = = = 0 H x мм

2 - е сечение

Mx = 0 Н x мм

My = 0 Н x мм

M = = = 0 H x мм

3 - е сечение

Mx1 =  =

= 108856,37 H x мм

Mx2 = =

= 9120,97 H x мм

My1 =  =

= 17796,22 H x мм

My2 = =

= 17796,22 H x мм

M1 = = = 110301,472 H x мм

M2 = = = 19997,438 H x мм

4 - е сечение

Mx = 0 Н x мм

My = 0 Н x мм

M = = = 0 H x мм

10.2 Эпюры моментов 1-го вала

Mx, Hxмм

17796,22

My, Hxмм

MS = (Mx2 + My2)1/2, Hxмм

Mкр(max) = Ткр, Hxмм Страницы: 1, 2, 3

НОВОСТИ ВХОД Логин: Пароль: регистрация забыли пароль?

ТЕГИ

Рефераты бесплатно, реферат бесплатно, сочинения, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, курсовые, дипломы, научные работы и многое другое.

Copyright © 2012 г. При использовании материалов - ссылка на сайт обязательна.