Зуборезный станок

Силы в цилиндрическом зацеплении тихоходной ступени: F_t1 = 3835 Н,  F_r1 = 1418,6 Н. F_a1= 694,2 Н.

Реакции: R_Dy = 515,6 Н, R_Ay =278,5 Н, . 

Расстояния: l₁ = 70 мм, l₂ = 65 мм, l₃ = 50мм.

10.2.3 Определим величину изгибающих  моментов в характерных сечениях А, B, С, D.

В горизонтальной плоскости.

слева:  M_Dy = 0;

M_Сy = -R_Dx·l₁ = -1922,5·70·10^-3 = -134,6 Н·м;

M_By = -R_Dx·(l₁+l₂)+F_t1·l₂ = -1922,5·135·10^-3 + 3835·65·10^-3 = -10,3 Н·м;

M_Аy = 0;

Проверка:

справа:  M_By = -R_Ax·l₃ = -205,2·50·10 ^–3 = -10,3 Н·м;

В вертикальной плоскости.

слева:  M_Dx = 0;

M_Cx1 = R_Dy·l₁ = 515,6·70·10^-3 = 36 Н·м;

M_Cx2 = R_Dy·l₁ + F_а1·½d₁ = 515,6·70·10^-3+½·694,2·67·10^-3=59,3 Н·м;

M_Bx1 = R_Dy·(l₁+l₂) + F_а1·½d₁ – F_r1·l₂ =

= 515,6·135·10^-3+½·694,2·67·10^-3–1418,6·65·10^-3= 0,65 Н·м;

M_Bx2 = R_Dy·(l₁+l₂) + F_а1·½d₁ – F_r1·l₂ +F_а2·½d₂ =

=515,6·135·10^-3+½·694,2·67·10^-3–1418,6·65·10^-3+½·170,4·155,8·10^-3=13,9 Н·м;

справа:  M_Ax = 0;

Проверка:

справа:  M_Bx = R_Ay·l₃ = 278,5·50·10^-3 =13,9 Н·м;

10.2.4 Крутящий момент в сечениях вала.

Строим эпюру крутящих моментов.

10.2.5 Определение опасного сечения

Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение  С. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении С.

 

10.2.6 Осевой момент сопротивления  сечения С.

10.2.7 Полярный момент сопротивления  сечения С.

10.2.8 Амплитуда симметричного цикла  по изгибу.

10.2.9 Амплитуда касательных напряжений:

10.2.10 Среднее напряжение цикла  при изгибе

s_m = 0, t_m = t_a = 1,4 Н/мм².

10.2.11 Принимаем коэффициенты 

• концентрации напряжений: K_s = 1,9;  K_t = 1,6;
• масштабных факторов: Е_s = 0,785;  Е_t = 0,685;
• коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на усталостную прочность: y_s = 0,1, y_t= 0,5.

10.2.12 Определяем коэффициенты запаса  прочности вала в сечении С  по напряжениям изгиба

10.2.13 Определяем коэффициенты запаса  прочности вала в сечении С  по напряжениям кручения

10.2.14 Расчетный коэффициент запаса  прочности :

s > [s] = 1,5.

Сопротивление усталости обеспечивается.

 

10.3 Тихоходный вал

 

10.3.1 Выбор материала вала

Для изготовления тихоходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; s_-1 = 320 МПа и t_-1 = 200МПа – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения.

10.3.2 Строим расчетную схему вала.

Из предыдущих разделов имеем 

Силы в цилиндрическом зацеплении: F_t2=3835 Н; F_r2=1418,6 Н; F_a2=694,2 Н.

Консольная нагрузка от цепной передачи F_ц=3190,35 Н. Проекции на оси: F_цy= 1595,18 Н; F_цx= 2762,9 Н;

Реакции: R_Ey = 1570 Н, R_Gy =1746,5 Н, R_Ex = 2645,8 Н, R_Gx =1573,7 Н.

Расстояния: l_ц = 80 мм, l₁ = 70 мм, l₂ = 115 мм.

10.3.3 Определим величину изгибающих  моментов в характерных сечениях E, F, G, H.

В горизонтальной плоскости.

слева:  M_Hy = 0;

M_Gy = -F_цx·l_ц = -2762,9·80·10^-3 = -221 Н·м;

M_Fy = -F_цx·(l_ц+l₁)+R_Gx·l₁ = -2762,9·150·10^-3 + 1573,7·70·10^-3 = -304,3 Н·м;

справа:  M_Ey = 0;

Проверка:

справа:  M_Fy = - R_Ex·l₂ = -2645,8·115·10^-3= -304,3 Н·м;

В вертикальной плоскости.

слева:  M_Hx = 0;

M_Gx = F_цy·l_ц = 1595,18·80·10^-3 = 127,6 Н·м; 

M_Fx1 = F_цy·(l_ц+l₁)–R_Gy·l₁ =1595,18·150·10^-3 – 1746,5·70·10^-3= 117 Н·м;

M_Fx2 = F_цy·(l_ц+l₁)–R_Gy·l₁+F_a2·½d₂ =

= 1595,18·150·10^-3 – 1746,5·70·10^-3+694,2·½·183·10^-3=180,5 Н·м;

справа:  M_Ex = 0;

Проверка:

справа:  M_Fx = R_Ey·l₂ = 1570·115·10^-3=180,5 Н·м;

10.3.4 Крутящий момент в сечениях  вала.

Строим эпюру крутящих моментов.

10.3.5 Определение опасного сечения

Как видно из эпюр изгибающих моментов опасным сечением вала является сечение F. Определяем суммарный изгибающий момент в сечении F.

 

10.3.6 Осевой момент сопротивления  сечения F.

 

10.3.7 Полярный момент сопротивления  сечения F.

10.3.8 Амплитуда симметричного цикла  по изгибу.

10.3.9 Амплитуда касательных напряжений:

10.3.10 Среднее напряжение цикла  при изгибе

s_m = 0, t_m = t_a = 5,3 Н/мм².

10.3.11 Принимаем коэффициенты 

• концентрации напряжений: K_s = 1,9;  K_t = 1,6;
• масштабных факторов: Е_s = 0,81;  Е_t = 0,7;
• коэффициенты, учитывающие влияние среднего напряжения цикла на усталостную прочность: y_s = 0,1, y_t= 0,5.

10.3.12 Определяем коэффициенты запаса  прочности вала в сечении F по напряжениям изгиба

10.3.13 Определяем коэффициенты запаса  прочности вала в сечении F по напряжениям кручения

10.3.14 Расчетный коэффициент запаса прочности :

s > [s] = 1,5.

Сопротивление усталости обеспечивается.

 

11. Выбор смазки.

Смазывания зубчатого зацепления и подшипников качения производится маслом, заливаемым внутрь корпуса  редуктора  до уровня, обеспечивающего погружение зубчатого колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны определяется из расчета 0,25 дм³ на 1 кВт передаваемой мощности:

V = 0,25 · 4 = 1 дм³ = 1 л.

Устанавливаем вязкость масла. При  контактных напряжениях  s_H = 562,34 МПа и скорости v = 2,18 м/с рекомендуемая кинематическая вязкость масла должна быть примерно равна 28 · 10^-6 м²/с.

Выбираем масло индустриальное И – 30А, с кинематической вязкостью (28…34) · 10^-6 м²/с по ГОСТ 20799-75.

 

12. Посадки зубчатого  колеса и подшипников.

Посадки назначают в соответствии с ГОСТ 25347 – 82.

• посадка полумуфты на ведущий вал: ;
• посадка зубчатого колеса на вал: ;
• посадка звездочки цепной передачи на ведомый вал: ;
• посадка подшипников качения:

отклонение вала k6;

отклонение отверстия Н7;

-    посадка колец:  .

-    посадка шпоночных соединений: .

-    посадка крышек подшипниковых  узлов:  .

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Сборка редуктора.

Сборка редуктора осуществляется в следующей последовательности:

Установить корпус редуктора на стенд (посредством кран-балки или  вручную).

Вручную установить в гнезда редуктора  предварительно собранный быстроходный вал (т.е. на валу запрессованы подшипники).

Вручную установить в гнезда редуктора  предварительно собранный промежуточный  вал (т.е. на вал запрессованы подшипники, посредством шпонок зафиксированы  два цилиндрических колеса). На этом этапе предполагается организация  цилиндрического зубчатого зацепления быстроходной ступени.

Вручную установить в гнезда редуктора  предварительно собранный тихоходный вал (т.е. на валу посредством шпонки зафиксировано зубчатое колесо, одеты  втулки и запрессованы подшипники). На этом этапе предполагается организация цилиндрического зубчатого зацепления тихоходной ступени.

Установить крышку редуктора с  помощью кран-балки.

Разметить 2 отверстия под штифты (линейка, штангенциркуль).

Просверлить 2 отверстия под штифты (электродрель).

Заштифтовать (молоток).

Закрепить смотровое окошко.

Установить четыре глухие крышки подшипников.

Установить две сквозные крышки подшипников в сборе (т.е. в крышки вмонтированы манжеты).

Установить шпонку под полумуфту (молоток).

Установить шпонку под звездочку (молоток).

Залить масло.

Далее следует проверить вращение колес от руки, проконтролировать  биение выходного вала. Также следует  контролировать болтовые соединения в  момент затяжки. Осуществить контроль герметичности.

 

Список  литературы

 

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для ВУЗов.– М.: Высшая школа, 1984.
2. Куклин Н.Г., Куклина Г.С. Детали машин: Учебник для ВТУЗов – М.: Высшая школа, 1999.
3. Устюгов И.И. Детали машин: Учебное пособие для учащихся ВТУЗов. – 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Высшая школа, 1981.
4. Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М. и др. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие для учащихся машиностроительных специальностей.– 2-е изд., перераб. и доп.– М.: Машиностроение, 1988.

 

Содержание