Исследование назначения и принципа работы механического редуктора. Расчет посадок с зазором и натягом для зубчатого колеса, крутящегося момента на валу, параметров калибра-пробки и скобы. Выбор посадки для колебательно нагруженного шарикового подшипника.
Аннотация к работе
При современном развитии науки и техники большое значение для машиностроения имеет стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, создании и применении надежных средств технических измерений и контроля. Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер. Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер. Рассчитаем посадку с натягом для зубчатого колеса 17 на вал 6. Рассчитаем крутящийся момент на валу: , N - мощность на валу n - частота вращения валаВ результате выполнения курсовой работы были приобретены и закреплены навыки проведения расчета и назначения посадок с натягом, расчета калибров пробки и скобы для контроля отверстия и вала, расчета и выбора посадки для колец подшипников качения, определения для шпоночного соединения размеров и допусков элементов соединения, определения номинальные и предельные размеры по всем диаметрам резьбы для заданного резьбового соединения, определения числовых значений контролируемых показателей норм точности и величину бокового зазора, необходимого для нормальной работы заданной зубчатой передачи, расчета размерной цепи при заданном значении замыкающего звена.
Введение
При современном развитии науки и техники большое значение для машиностроения имеет стандартизация, основанная на широком внедрении принципов взаимозаменяемости, создании и применении надежных средств технических измерений и контроля.
Освоение курса по взаимозаменяемости, стандартизации и техническим измерениям является частью профессиональной подготовки инженеров.
Знания, полученные студентами при изучении данного курса закрепляются, получают новое и более полное развитие при выполнении курсовых проектов. Закрепление теоретических положений курса, излагаемых на лекциях, развитие навыков использования справочного материала и умение проводить инженерные расчеты при решении типовых конструкторских и технологических задач, является основной целью настоящего курсового проекта.
Назначение и принцип работы механизма
Данный механический редуктор предназначен для передачи вращения с входного вала 12 на выходной вал 6. При этом уменьшается частота вращения и увеличивается крутящий момент. Вращательное движение вала 12 передается при помощи пары цилиндрических колес.
Назначение посадок. Посадки с зазором
Назначение посадки на крышку подшипника 3 с корпусом 2.
рис.1 - схема полей допусков
Для контроля вала подойдет микрометр.
Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.
Назначение посадки на крышку подшипника 8 с корпусом 2.
рис. 2 - схема полей допусков
Для контроля вала подойдет микрометр.
Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.
Посадки с натягом
Назначение посадки на зубчатое колесо17 с валом 6.
рис. 3 - схема полей допусков
Для контроля отверстия подойдет гладкий калибр-пробка.
Для контроля вала подойдет гладкий калибр-скоба.
Назначение посадки на втулку 15 с валом 5.
рис. 4 - схема полей допусков
Для контроля отверстия подойдет гладкий калибр-пробка.
Для контроля вала подойдет гладкий калибр-скоба.
Соединения с подшипниками качения
Посадка подшипника 1.
Посадка внутреннего кольца на вал
Посадка наружного кольца в корпус рис. 5 - схема полей допусков
Для контроля вала подойдет скоба рычажная.
Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер
Посадка подшипника 7.
Посадка внутреннего кольца на вал
Посадка наружного кольца в корпус рис. 6 - схема полей допусков
Для контроля вала подойдет скоба рычажная.
Для контроля отверстия подойдет индикаторный нутромер.
Резьбовые соединения
Соединение болта 19 с корпусом 2. рис. 7 - схема полей допусков
Для контроля отверстия подойдет резьбовой калибр.
Для контроля вала (болта) подойдет резьбовой калибр.
Соединение болта 18 с корпусом 2.
рис. 8 - схема полей допусков
Для контроля отверстия подойдет резьбовой калибр.
Для контроля вала (болта) подойдет резьбовой калибр.
Шпоночные соединения
Соединение шпонки 5 с валом 6.
По ширине: ;
По длине:
рис. 9 - схема полей допусков
Для контроля шпоночной канавки подойдет комплексный калибр.
Для контроля шпонки подойдет микрометр.
Соединение шпонки 13 с валом 12.
По ширине: ;
По длине:
рис. 10 - схема полей допусков
Для контроля шпоночной канавки подойдет комплексный калибр.
Для контроля шпонки подойдет микрометр.
Расчет посадки с натягом
Рассчитаем посадку с натягом для зубчатого колеса 17 на вал 6.
Nрасч = , где: - крутящий момент по валу, l = 37,5 мм - ширина зубчатого венца;
D = 30 мм - диаметр отверстия ступицы;
f = 0,14 - коэффициент сцепления;
С1, С2 - коэффициенты, зависящие от размеров, формы и материалов сопрягаемых деталей;
Е1, Е2 - модули упругости: ;
Найдем значение коэффициента С1: C1 = m, где d2 - диаметр ступицы;
m - коэффициент Пуассона.
Найдем значение коэффициента С2.
C2 = - m, где d1 - диаметр отверстия в вале
С2 = 1 - 0,3 = 0,7
Рассчитаем крутящийся момент на валу: , N - мощность на валу n - частота вращения вала
Определим минимальный расчетный натяг: Учтем поправку на смятие неровностей контактных поверхностей: , где
- высота неровностей поверхностей отверстия и вала;
k - коэффициент высоты смятия;
k = 0,4;
Полный минимальный натяг вычисляется с учетом поправки:
Расчет посадок для колец подшипников качения редуктор посадка зубчатый подшипник
Рассчитаем и выберем посадку для колебательно нагруженного шарикового радиально-упорного однорядного подшипника 46209 (класс точности 4).
Радиальная нагрузка подшипника
Перегрузка 130%
Находим интенсивность радиальной нагрузки по формуле:
- динамический коэффициент посадки, зависящий от характера нагрузки ( );
- коэффициент, учитывающий степень ослабления посадочного натяга при полом вале или тонкостенном корпусе (при сплошном вале );
- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения радиальной нагрузки между рядами роликов в двухрядных конических роликоподшипниках или между сдвоенными шарикоподшипниками при наличии осевой нагрузки на опору. Для радиальных и радиально-упорных подшипников с одним наружным или внутренним кольцом .
, B - ширина подшипника. B=19 мм;
r - координата монтажной фаски внутреннего или наружного кольца подшипника. r = 2 мм.
Интенсивность радиальной нагрузки: По [4, табл. 4,92, стр. 287] определяем поле допуска вала и отверстия: Поле допуска вала: Поле допуска отверстия: К6
Посадка на внутреннее кольцо подшипника: Посадка на наружное кольцо подшипника:
рис. 13 - схема полей допусков
Расчет шпоночного соединения
Определим размеры шпоночного соединения по таблице [2, табл. 2, стр. 303]: Диаметр вала: 48 мм
Длина шпонки: 32 мм
Сечение: b x h = 14 x 9 мм
Фаска: s = 0.5 мм
Глубина паза на валу: во втулке: Радиус: Определим допуски элементов шпоночного соединения по таблице [2, табл. 7, стр. 313]: Поле допуска шпонки по размерам: ширина (b): h9 высота (h): h11 длина (l): h14
Поле допуска паза по размеру b: на валу: N9 во втулке: Предельные отклонения глубины паза: на валу: во втулке:
рис. 14 - схема полей допусков
Расчет резьбового соединения
Определим основные параметры резьбы: Номинальный диаметр резьбы:d=D=6 мм
Шаг резьбы:Р=0.75 мм
Средний диаметр резьбы:d2=D2=5,513 мм
Внутренний диаметр резьбы:d1=D1=5,188 мм
Длина свинчивания:L=4,75 мм
Определим посадку для данного резьбового соединения:
Определим поля допусков наружной резьбы [табл. 7, стр. 370]: ;
;
.
Определим поля допусков внутренней резьбы [табл. 9, стр. 375]: ;
;
.
Вычислим предельные размеры диаметров:
Вычислим допуски:
Вычислим зазоры:
рис. 15 - схема полей допусков
Расчет зубчатой передачи
Степень точности зубчатых колес: 8 - 7 - 6
Степень кинематической точности - 8
Степень точности по плавности хода - 7
Степень точности по контакту зубьев - 6
Вид допуска на боковой зазор - С
Модуль зубчатого колеса m = 2
Кинематическая точность определим допуски на , , и ; определим допуски на и : = 63 мкм - допуск на колебание измерительного межосевого расстояния за оборот колеса.
= 45 мкм - допуск на радиальное биение зубчатого венца.
= 50 мкм - допуск на накопленную погрешность k шагов.
= 63 мкм - допуск на накопленную погрешность шага.
= 28 мкм - допуск на колебание длины общей нормали.
= 25 мкм - колебание измерительного межосевого расстояния на одном зубе.
Точность по контакту зубьев
Предельные отклонения показателей точности
- отклонения осевых шагов по нормали, - допуск на направление зуба, - допуск параллельности осей, - допуск на перекос осей, Боковой зазор
Для передач с нерегулируемым расположением осей предельные отклонения межосевого расстояния по расстояния будут следующими: - минимальный боковой зазор
- наименьшее отклонение средней длины общей нормали
- допуск на среднюю длину общей нормали
- наименьшее отклонение толщины зуба
- допуск на толщину зуба
Расчет размерной цепи
- увеличивающий размер
- уменьшающие размеры
- замыкающее звено
Допуск замыкающего звена
Среднее число единиц допуска
Найдем количество единиц допуска
Выбираем IT = 10, при котором a = 64
Определим допуски для звеньев размерной цепи:
Отсюда следует, что все звенья выполняем по 10-му квалитету точности.
рис. 16 - размерная цепь
Вывод
В результате выполнения курсовой работы были приобретены и закреплены навыки проведения расчета и назначения посадок с натягом, расчета калибров пробки и скобы для контроля отверстия и вала, расчета и выбора посадки для колец подшипников качения, определения для шпоночного соединения размеров и допусков элементов соединения, определения номинальные и предельные размеры по всем диаметрам резьбы для заданного резьбового соединения, определения числовых значений контролируемых показателей норм точности и величину бокового зазора, необходимого для нормальной работы заданной зубчатой передачи, расчета размерной цепи при заданном значении замыкающего звена. Все расчеты осуществлялись с использованием государственных стандартов, учебной и справочной литературы. Приобретенный навык является основой для дальнейшей инженерной деятельности.
Список литературы
1. Белкин И. М. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости): Учеб. пособие для студентов машиностроительных специальностей высших технических заведений. - М.: Машиностроение, 1992, 528с.: ил.
2. Пачевский В. М., Осинцев А. Н., Краснова М. Н. Метрология, стандартизация и сертификация: Учеб. пособие. Воронеж: Воронеж. гос. техн. ун-т; 2003. 206с.
3. Якушев А. И. и др. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения: Учебник для втузов. 6-е изд., перераб. и дополн. - М.: Машиностроение, 1986, 352с.: ил.
4. Мягков В.Д Допуски и посадки. Справочник. Ленинград «Машиностроение» 1982. 544стр.
5. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. Пособие для техн. спец. вузов - 5-е изд., перераб. и дополн. - М.: Высш. шк., 1998 - 447 с., ил.