Вычисление предельно допускаемых напряжений. Кинематический расчет редуктора и определение геометрических параметров зубчатого зацепления. Выбор и расчет шпоночных соединений и подшипников по динамической грузоподъёмности, этап компоновка редуктора.
Аннотация к работе
Редуктором называется механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач выполненный в виде отдельного органа и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. Редуктор состоит из корпуса, в котором размещают элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники, муфты и т.д. В отдельных случаях в корпусе размещают также устройства для смазывания или устройства для охлаждения. термообработка кинематический редуктор зубчатый Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические и т.д.); относительному расположению валов в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т.д.). Спроектированный в настоящем курсовом проекте редуктор соответствует условиям технического задания и представляет собой горизонтальный одноступенчатый цилиндрический редуктор с прямозубым зацеплением.Материал для шестерни выбираем несколько прочнее чем для колеса, т.к. напряжения при изгибе в зубьях шестерни выше и число циклов нагружения для зуба шестерни больше. Принимаем материалы ([1], стр.173, табл.Допускаемые контактные напряжения Поскольку срок службы редуктора не дан по условию, коэффициенты долговечности принимаем: = 1; = 1 Поскольку срок службы редуктора не дан по условию, коэффициенты долговечности принимаем: = 1; = 1 Предел выносливости зубьев при изгибе вычисляем по формуле: Допускаемые изгибные напряжения определяем по следующей формуле: = 0,4 = 0,4 ? 490 ? 1 ? 0,8 = 156,8МПА;Допускаемые напряжения при действии максимальной нагрузки: Контактные: = 2,8 ? = 2,8 ? 650 = 1820МПА;частота вращения шестерни п1=1000об/мин;Принимая во внимание потери мощности в передачах и подшипниках привода, подсчитываем мощность на валу рабочей машины. Отсюда получаем мощность на быстроходном валу: = = = 15,78КВТ. Крутящие моменты на валах привода определяются по формуле: = Где - искомый крутящий момент на валу, Нм; Значения частот вращения, мощностей и крутящих моментов на валахПредварительное значение межосевого расстояния: Где = 495 = 1,03 - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца (рис.4.2.3а [4]);Окружная: Радиальная:Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку в зацеплении (табл.4.2.7 [4]): = 1,1 Коэффициент, учитывающий неравномерность нагрузки для одновременно зацепляющихся пар зубьев (для прямых зубьев): = 1,0 Расчетные контактные напряжения: = • где коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев (для прямых зубьев): = 1;Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца для изгибной прочности (рис.4.2.3в [4]): = 1,05 Коэффициент, учитывающий форму зуба (рис.4.2.5 [4]): Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев (для прямых зубьев): Коэффициент, учитывающий наклон зуба (для прямых зубьев): Расчетные напряжения изгиба зуба: Условие выполняется3.1 Предварительный расчет валов редуктораМатериал 1-го вала определяется материалом вал-шестерни - сталь 40Х; материал 2-го вала - принимаем сталь 40Х;На данной стадии проектирования производится предварительный расчет диаметров валов исходя из условия прочности на кручение по пониженному допускаемому напряжению [?]: - для ведущих/ведомых валовШпоночные соединения, предназначенные в основном для передачи вращательного движения, применяются при отсутствии особых требований к точности центрирования соединяемых деталей. Призматические и сегментные шпонки создают ненапряженные соединения ступицы детали с валом, клиновые и тангенциальные - напряженные (при их монтаже) соединения, в которых рабочие поверхности шпонки и сопряженных с ней деталей находятся в напряженном состоянии еще до передачи нагрузки. Размеры сечения шпонок и пазов выбирают в зависимости от диаметра вала, длину шпонки - исходя из длины ступицы (несколько меньше ступицы). Определяем напряжения смятия шпонки: Расчет на срез: Расчеты показывают, что прочность шпонки на смятие и на срез обеспечена. Определяем напряжения смятия шпонки: Расчет на срез: Расчеты показывают, что прочность шпонки на смятие и на срез обеспечена.Радиальные усилия: где а = 20° - угол профиля.Проверочный расчет вала №1 Проверка: , верно. Проверка: , верно. По полученным данным строим эпюры (рис. крутящих моментов: T;Исходя из приведенных условий и принятого диаметра конца вала принимаем (конструктивно) подшипники шариковые радиальные однорядные № 208 ГОСТ 8338-75: Вал №2: На данном валу между опорами устанавливается зубчатое цилиндрическое колесо, поэтому тип подшипников и схема фиксации вала аналогичны валу №1.Проведем проверочный расчет подшипников, принятых в п. 4.1: подшипники шариковые радиальные однорядные 208 ГОСТ 8338-75: Определяем суммарные реакции в опорах: В опорах А и В действуют одинаковые нагрузки, поэтому проведем расчет только для одной опоры.
План
Содержание
Введение
1. Выбор материала зубчатых колес и определение допускаемых напряжений зубьев
1.1 Выбор материалов и термообработки
1.2 Определение допускаемых напряжений
1.3 Определение предельных допускаемых напряжений
2. Кинематический расчет редуктора и определение основных геометрических параметров зубчатого зацепления. Проверочный расчет зубчатых колес
2.1 Кинематический расчет редуктора
2.2 Определение основных геометрических параметров зубчатого зацепления
2.3 Проверочный расчет зубчатых колес
2.3.1 Определение усилий в зацеплении
2.3.2 Проверочный расчет по контактным напряжениям
2.3.3 Проверочный расчет по напряжениям изгиба
3. Предварительный расчет валов редуктора. Выбор и расчет шпоночных соединений. Определение нагрузок на валы редуктора
3.1 Предварительный расчет валов
3.1.1 Выбор материалов
3.1.2 Определение геометрических параметров валов
3.2Выбор и расчет шпоночных соединений
3.3 Определение нагрузок на валы редуктора
4. Выбор и проверочный расчет подшипников качения
4.1 Предварительный выбор подшипников
4.2 Расчет подшипников по динамической грузоподъемности