Основы конструирования: Проектирование привода общего назначения содержащего цепную передачу (стр. 5 из 5)
6.2.3. Определяем рабочую длину шпонки.
Lp =555000 / (0.5 *42* 0.4 * 8* 150 ) = 55 ,мм
Общая длина шпонки.
L = Lp + b = 55 + 12 = 67 ,мм
Проверим шпонку на срез.
sсм = Т / 0.5*d*Lp*k = 555000 / 0.5* 42 * 67 * 3.2 = 123
( sсм = 123) < ( [scv] =150 )
Принимаем: шпонка 12x8x67 СТ СЭВ 189-75
Для вала под муфту , Æ28 , материал шпонки сталь 45, передаваемый моме-
нт Т = 130000 н, выбираем по СТ СЭВ 189-75 шпонку со следующими разме-
рами :
| b | h | t1 | t2 | r |
| 8 | 7 | 4 | 3.3 | 0.16¸0.25 |
Характер нагрузки - сопкойная [sсм] = 150 н/мм2
6.2.3. Определяем рабочую длину шпонки.
Lp =130000 / (0.5 * 30 * 0.4 * 7* 150 ) = 20 ,мм
Общая длина шпонки.
L = Lp + b = 20 + 8 = 28 ,мм
Проверим шпонку на срез.
sсм = Т / 0.5*d*Lp*k = 130000 / 0.5*30*28*2.8 = 110
( sсм = 110 ) < ( [scv] =150 )
Принимаем: шпонка 8x7x28 СТ СЭВ 189-75
6.3. Расчет шлицевого соединения.
Диаметр I I I-го вала = 40мм, размеры шлицевого вала: ZxdxD = 8x36x40 ,
легкая серия, суммарный статический момент площади рабочих поверхностей
соединения относительно оси вала SF = 182 мм3/мм. табл. 5.5 [2]
Средний диаметр dm :
dm = 0.5*(D+d) = 0.5*(36+40) = 38 ,мм
6.3.1. Определим среднее давление по формуле:
s = T / SF* l,
где l - длина блока,мм
s = 195700 / 182* 144 = 7.8
6.3.2. Определим коэффициенты входящие в формулы:
Соотношение размеров:
l / D = 144 / 40 = 3.6
e = e / l + (0.5 / l) * tgb* cos aw,
для прямозубых и цилиндрических колес b = 0 и aw = 20°.
e = 41 / 144 + (0.5 / 144) * 0.94 = 0.3
y = dm / (dw* cosaw) = 38 / 106*0.94 = 0.38
Находим по табл. 5.8 [2] для легкой серии Kкр = 1.8 и по рис. 5.12 [2] значе-
ние коэффициента концентрации напряжения Ке = 1.5, коэффициент продоль-
ной концентрации нагрузки определяется как:
Кпр = Ккп + Ке -1 = 1.8 + 1.5 -1 = 2.3
Коэффициетны неравномерности распределения нагрузки между зубьямипо
табл. 5.7. [2]. Кз = 1.8, Кз’ = 1.4. Общиt коэффициенты концентрациинагру-
зок при Кп = 1 :
Ксм = Кз* Кпр* Кп = 1.8 * 2.3 * 1 = 4.14
Кизн = Кз’* Кпр = 1.4 * 2.3 = 3.22
6.3.3. Определяем допускаемое среднее давление на смятие по формуле:
приняв sТ = 550 н/мм2 и S = 1.25 (с. 87 [2] )
[sсм] = sТ/ (S* Ксм* КL) ,
[sсм] = 550 / (1.25 * 4.14 *0.43) =247.16,
где коэффициент долговечности
КL = Кн* КN = 0.57 * 0.8 = 0.43
при Кн = 0.57 (табл. 5.9 [2]) и
КN = Ö60*Lh*n / No ,
где Lh- срок службы = 15*103 ч.
n -частота вращения = 484 об/мин
КN = Ö 60*15*103*484 / 108 = 0.8,
6.3.4. Соединение удовлетворяет условию прочности на смятие, так как
(s = 7.8) < ([sсм] = 247)
6.3.5. Определяем допускаемое среднее давление на износ.
[sизн] = [sусл]/ (Кизн* КL*Кр ) н/мм2,
где [sусл] = 110 н/мм2 по табл. 5.6. [2]
Кр = Кс* Кос ,
где Кс = 1, коэффичиент смазки (при средней смазке)
Кос = 1.25, при нежестком закреплении ступицы на валу.
Кр = 1 * 1.25 = 1.25
[sусл] = 110 / (3.22 * 0.44 * 1.25) = 63 н/мм2
Соединение удовлетворяет прочности на износ так как
(s = 7.8) < ([sизн] = 63)
7. Подбор муфты.
По условию задана предохранительная муфта со срезным штифтом.
Муфты этой группы ограничивают передаваемый момент и предохраняют
части машин от поломок при перегрузках, превышающих расчетные. При ава-
рийной перегрузке штифт срезается, и привод выключается. Материал штифта
сталь 45 или пружинистая сталь; втулки из стали 45 или 45Х закаленные.
8. Смазка коробки скоростей.
В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко
применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач зали-
вается масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении
масло увлекается зубьями, распыляется, попадает на внутренние стенки корпуса
откуда стекает в нижнюю его часть.
Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает
поверхность расположенных внутри корпуса деталей.
Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колес от 0.3
до 12.5 м/с. При более высоких скоростях масло сбрасывается с зубьев центро-
бежной силой и зацепление работает при недостаточной смазке. Кроме того,
заметно увеличиваются потери мощности на перемешивание масла и повышает
его температуру.
Выбор смазочного материала основан на величине окружной скорости.
В виду небольшой окружной скорости выбираем масло Индустриальное И-20
с кинематической вязкостью 17 ... 23 * 10-6 м2/с.
9. Описание конструкции коробки скоростей.
Вращающий момент от электродвигателя, через предохранительную муфту,
которой является муфта со срезным штифтом, подается на вал №1. На валу рас-
положены шестерни Z1 и Z2 причем Z2 больше по диаметру чем Z1. На промежу-
точный вал вращательный момент передается за счет перемещаемого блока ко-
лес Z3 , Z4.
Промежуточный вал является шлицевым, что позволяет перемещать блок
колес вдоль осевого направления, что и обеспечивает регулировку зацепле-
ния между одной из двух пар : шестерня - колесо. Тем самым изменяя передава-
емую угловую скорость.
Промежуточный вал так же имеет второй блок подвижных колес Z5 Z6 Z7
который, в свою очередь, регулирует зацепление с колесами на выходном валу
Z8 Z9 Z10 ,умножая тем самым две предыдущие возможные скорости еще на три
таким образом коробка скоростей обеспечивает диапазон из 6-ти скоростей и
соответствует формуле P x P = 2 x 3.
На выходной (ведомый) вал, вне коробки скоростей, посажена звездочка ко-
торая предает, с помощью цепной передачи, вращающий момент непосредстве-
нно на механический привод.
Валы посажены на радиальные шарико-подшипники. Имеющие возможность
в одном из посадочных отверстий перемещаться в осевом направлении, регули-
руя тепловое удлинение вала, а с другого торца жестко подпертых крышкой.
В местах выхода вала за пределы коробки скоростей поставлены резиновые
уплотнения, предотвращающие выход масла - с одной стороны, и проникнове-
ние грязи - с другой.
Валы I и I I I - выполнены укороченными, что понижает напряжения возника-
ющие при работе коробки скоростей.
Для обеспечения смазки механизмов, в корпусе коробки скоростей предусмо-
трено отверстие для заливки масла. А так же выполнен смотровой люк и отду-
шина обеспечивающая регулировку давления внутри коробки в процессе рабо-
ты.
10. Стандартизация. Описание ГОСТ 8338 - 75.
Подшипники шариковые радиальные однорядные ГОСТ
Основные размеры 8338 - 75 *
(СТ СЭВ 3795-82)
Single row radial ball bearings. Взамен
Boundary dimensions. ГОСТ 8338 - 57
ОКП 46 1200
Настоящий стандарт распростроняется на шариковые радиальные одно-
рядные подшипники. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 3795-82
1. Основные размеры и масса подшипников должны соответствовать табли-
чным данным.
B B - Номинальная ширина подшипника, мм
r x 45°D - Номинальный наружный диаметр
4 фаски цилиндрической поверхности наружногокольца, мм
d - Номинальный диаметр отверстия
внутреннего кольца, мм
r - Номинальная координата монтажной
фаски, мм
Пример условного обозначения шарикового радиального подшипника обле-
гченной серии диаметров 1, серии ширин 0 с d = 50 мм, D = 80 мм и B = 16 мм
Подшипник 110 ГОСТ 8338-75
Технологические требования по ГОСТ 520 - 71
Технологические требования к посадочным местам вала и корпуса
по ГОСТ 3325-55
Величины статической (С0) и динамической (С) грузоподьемности
приведены в справочном приложении.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ.
1. Ицкович Г.М. и др. Курсовое проектирование деталей машин.
-М.: Машиностроение, 1970.
2. Детали машин. Примеры и задачи. /Под общей редакцией С.Н.Ничипорчика
-М.: Вышэйшая школа, 1981.
3. Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.
-М.: Высшая школа, 1985.
4. Гузенков П.Г. Детали машин. -М.: Высшая школа, 1975.