Курсовая работа: Проектирование индивидуального привода

Намечаем ширину средней опоры t, считая, что каждый подшипник углублен от края опоры на 5 мм:

Принимаю зазоры между торцами колес и внутренней стенкой корпуса

Вычерчиваю зубчатые колеса в виде прямоугольников и очерчеваю внутреннюю стенку корпуса.

Размещаю подшипники в корпусе редуктора, углубив их от внутренней стенки корпуса на 3…5 мм.

5. РАСЧЕТ ТИХОХОДНОГО ВАЛА

Исходные данные:

- крутящий момент на выходном (тихоходном) валу редуктора:

Т4=869 Н∙м;

- частота вращения вала: n4= 50 мин-1;

- материал вала – сталь 45 нормализованная

- делительный диаметр зубчатого колеса, насаженного на вал: d4=365 мм;

- рабочая ширина колеса тихоходной ступени b4= 50 мм.

Проектный расчет вала

Усилия в зацеплении:

окружное

радиальное

Расстояние между опорами: l=125 мм.

Расстояние между муфтой и правым подшипником f=74 мм.

Диаметр выходного конца вала: dB4= 55 мм; l= 82 мм.

Диаметр вала под подшипниками: dn= 60 мм.

Диаметр вала под зубчатым колесом: d= 65 мм.

Определяю реакции в вертикальной плоскости:

Н;

Н.

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

Определяю реакции в горизонтальной плоскости:

Н;

Знак (-) показывает, что реакция Вх на схеме направлена в противоположную сторону.

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости.

Суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении (там, где насажено зубчатое колесо).

Суммарные реакции в опорах:

Расчет вала на выносливость.

Пределы выносливости стали 45:

при изгибе

при кручении

Нормальные напряжения для сечения под зубчатым колесом:

где W – для сечения со шпоночным пазом, момент сопротивления:

Для вала d= 65 мм по ГОСТ 8788 ширина паза b= 20 мм; глубина t= 7.5 мм, тогда

Касательные напряжения от нулевого цикла для сечения под зубчатым колесом:

где

- момент сопротивления при кручении.

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений (шпоночная канавка для стали 45 с пределом прочности менее 700 МПа):

Масштабные факторы для вала d= 65 мм.

Коэффициенты, учитывающие влияние постоянной составляющей цикла для среднеуглеродистых сталей:

Коэффициенты запаса прочности по нормальным напряжениям;

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Общий коэффициент запаса прочности:

Таким образом, прочность и жесткость обеспечены.

Подбор подшипников качения

На подшипники действует радиальная нагрузка RB= 11078 H, частота вращения вала n= 50 мин-1.

Согласно заданию

L= 5 лет;

Ксут= 0,29;

Кгод= 0,5, откуда требуемая долговечность:

Lh= 5∙12∙25.6∙24∙0.5∙0.29= 5345,28 ч.

По диаметру, принятому в проектном расчете dn= 60 мм, предварительно принимаю радиальный шарикоподшипник №212 по ГОСТ 8338, у которого d=60 мм; D= 110 мм; С= 41 кН; С0= 31 кН.

Определяю приведенную нагрузку подшипника, приняв при вращающемся внутреннем кольце vk=1 и по табл. 3.4 [6] нахожу значения коэффициентов Х и Y, предварительно определив величину отношения:

, меньше любого из приведенных значений в табл. 3.4, следовательно Х=1; Y=0; тогда:

примет вид по табл. 3.5 [6] величина отношения С/р=2,785, следовательно, необходимая динамическая грузоподъемнось:

Cтp=P∙2.785=11,078∙2,785=30 кН; Стр=30,85<C=41 кН.

Следовательно, окончательно принимаю подшипник легкой серии №212, у которого коэффициент динамической грузоподъемности С= 41 кН.

6. РАСЧЕТ И ПОДБОР ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РЕДУКТОРА

Для передачи крутящих моментов применяю шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360.

вал I	Ø32 мм	b x h x l = 10 x 8 x 50
вал III	Ø55 мм	b x h x l = 16 x 10 x 50
	Ø45 мм	b x h x l = 14 x 9 x 50
вал IV	Ø65 мм	b x h x l = 20 x 12 x 70
	Ø55 мм	b x h x l = 16 x 10 x 70

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Проверяю шпонки на прочность.

Условие прочности:

Вал II (быстроходный).

Шпонка 10 х 8 х 50 ГОСТ 23360:

Вал III (промежуточный).

Шпонка 16 х 10 х 50 ГОСТ 23360:

Шпонка 14 х 9 х 50 ГОСТ 23360:

Вал IV (тихоходный).

Шпонка 20 х 12 х 70 ГОСТ 23360:

Шпонка 16 х 10 х 70 ГОСТ 23360:

Прочность обеспечена.

Ведомость выбранных шпонок.

№ вала	dв		Размеры шпонок по ГОСТ 23360	Момент, передаваемый валом.
	мм	Н/мм2	мм	Н∙мм
II – быстро-ходный	32	45	10 х 8 х 50	87,72∙103
III – промежу-точный	45	97	14 х 9 х 50	276∙103
III – промежу-точный	55	73,8	16 х 10 х 50	276∙103
IV – тихо-ходный	55	146	16 х 10 х 70	869∙103
IV – тихо-ходный	65	118	20 х 12 х 70	869∙103

7. ВЫБОР И РАСЧЕТ МУФТЫ ПРИВОДА

Выбираю упругую пальцевую муфту. Эта муфта допускает радиальную несоосность валов до 0,4 мм и угловую до 1о за счет деформации неметаллических пальцев и некоторого сдвига их относительно сопряженных металлических деталей.

Муфта обеспечивает смягчение толчков, компенсацию монтажных неточностей и биений соединенных валов. Полумуфты насаживают на конец вала с натягом по посадке j6 на призматической шпонке 16 х 10 х 70.

В одной полумуфте на конических хвостовиках закреплены пальцы с надетыми на них резиновыми втулками, которые входят в цилиндрические расчеты другой полумуфты.

Материал полумуфт – чугун СЧ20 ГОСТ 1412-85 пальцы из нормализованной стали 45 ГОСТ 1050-88, а втулки из специальной резины.

Пальцы проверяю на изгиб:

где