Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Марта 2014 в 06:18, дипломная работа
Одним из важных факторов продления срока службы автомобиля до капитального ремонта или списания, является своевременное и качественное обслуживание и текущий ремонт. Поэтому в этой работе предлагается введение в эксплуатацию дополнительного участка по текущему ремонту автомобилей, расположенного в пос. Вольно-Надежденское, проектирование которого будет рассмотрено ниже.
Для удобства монтажа ширину центральных колес, делаем несколько больше ширины сателлитов, на Δ = 5 мм с каждой стороны.
В1 = В4 = В + 2Δ
В1 = В4 = 40 + 2 · 5 = 50 мм
В′1 = В′4 = 100 + 2 · 5 = 110 мм
Усилия в зацеплении.
Окружные усилия в зацеплении рис. 3.5
Рис. 3.5 Определение окружных усилий в зацеплении
Радиальные усилия в зацеплении:
Давление на ось сателлита:
Конструктивная схема редуктора и предварительный расчет
основных деталей.
Для получения наименьших габаритов редуктора, принимаем следующую конструктивную схему:
а) оси сателлитов выполняем за одно целое вместе с водилом – штамповкой, подшипники устанавливаем в сателлитах;
б) корончатое колесо выполняем за одно целое с корпусом редуктора;
в) корпус редуктора выполняем неразъемным с двумя крышками.
г) для выравнивания нагрузки между сателлитами, центральное колесо и водило второй ступени делаем «плавающими», соединение свалами, шлицевое, эвольвентное, подвижное.
Конструктивная схема редуктора показана на рисунке 3.6.
Рис. 3.6 Конструктивная схема редуктора
Ось сателлита в относительном движении.
В относительном движении ось сателлита нагружена постоянной силой:
Принимая зазор между солнечным колесом и водилом Δ2 = 5 мм, находим
длину оси сателлита:
l0 = В1 + Δ2
l0 = 50 + 5 = 55 мм.
l′0 = 110 + 5 = 115 мм.
При несимметричном расположении оси относительно водила, ось сателлита можно рассматривать как консоль с действующей на нее силой Р0. При малой длине оси подшипники станут вплотную и можно считать, что ось будет нагружена по всей длине равномерно (рис 3.7) распределенной нагрузкой интенсивностью . Изгибающий момент в опасном сечении (в месте заделки):
Рис. 3.7 Схема нагружения оси сателита
Р0 = 4800 Н = 489,3 кг.
Р′0 = 11690,8 Н = 1191,7 кг.
Так как водила выполняются штамповкой за одно целое с осью сателлита, то материал оси тоже 40 ХН, с пределом текучести σт = 70 кГ/мм2 = 686,7 мН/м2, учитывая значительные толчки, берем повышенный коэффициент запаса [nт] = 2,5 при этом, напряжение изгиба оси:
Требуемый диаметр оси:
Окончательный диаметр осей будет установлен при подборе подшипников.
Выходные диаметры тихоходного, промежуточного и быстроходного валов.
При двух сателлитах первой ступени, силы, действующие в зацеплении центральных колес, взаимно уравновешиваются, и при установке на выходном конце вала муфты, вал работает только на кручение. Принимая допускаемое напряжение кручения кГ/см2 = 39,2 мН/м2, находим диаметр выходного конца:
Выходной конец вала делаем шлицевым эвольвентным с центрированием по боковым сторонам зубьев, средней серии по ГОСТ 6033–80: D × m = 25 × 1,25 × 9H/9g.
Диаметр вала под уплотнение и подшипник dБу = dБп = 25 мм.
Промежуточный вал – вал водила первой ступени – при двух сателлитах первой ступени и трех сателлитах второй ступени он работает также только на кручение, для него определяем диаметр в месте посадки шестерни, при этом кГ/см2 = 19,6 мН/м2:
Так как промежуточный вал, изготавливается за одно целое с водилом первой ступени, и одновременно является солнечным колесом для второй ступени, по конструктивной схеме в нем должен проходить ведущий вал Ø25 мм., увеличиваем диаметр вала до 84 мм., а вал делаем пустотелым, с диаметром отверстия 30 мм.
Ведомый вал при трех сателлитах второй ступени так же работает только на кручение, при тех же допускаемых напряжениях, что и у быстроходного вала:
Тихоходный вал, так же увеличиваем до 110 мм и делаем его пустотелым с диаметром отверстия 30 мм. Выходной конец вала делаем шлицевым эвольвентным с центрированием по боковым сторонам зубьев, средней серии по ГОСТ 6033–80: D × m = 110 × 3 × 9H/9g. Диаметр под уплотнение dТу = 115 мм.
Подбор подшипников. Подшипниковые узлы.
Подшипники сателлита.
В сателлитах первой ступени устанавливаем по одному подшипнику, а в сателлитах второй ступени по два. Радиальная нагрузка на каждый подшипник:
В относительном движении вращаются наружные кольца со скоростями nс = 268,3 мин–1 и n′c = 38,1 мин–1, по этому принимаем кинематический коэффициент Кк = 1,2, Коэффициент динамичности принимаем Кб = 1,5 (учитывая значительные толчки) и температурный коэффициент Кт = 1. Условная нагрузка на подшипник:
Q = RКкКбКт
Q = 489,3 · 1,2 · 1,5 · 1 = 880,74 кГ = 8640,5 Н.
Q′ = 595,85 · 1,2 · 1,5 · 1 = 1072,53 кГ = 10521,5 Н.
Задаемся желаемой долговечностью подшипников h = 15000 ч. Требуемый коэффициент работоспособности:
Наибольший допустимый диаметр наружного кольца подшипника из условия его размещения в сателлите:
Dmax = m(z2 – 7)
Dmax = 1,25 · (120 – 7) = 141,25 мм.
D′max = 1,5 · (104 – 7) = 145,5 мм.
Так как осевая нагрузка отсутствует выбираем для z2 подшипник 312 ГОСТ 8338–75 с размерами d × D × B = 60 × 130 × 31 мм. А для z′2 подшипник 410 ГОСТ 8338–75 с размерами d × D × B = 50 × 130 × 31 мм. Подшипник для z2 устанавливаем в сателлите с упором в пружинное упорное внутреннее кольцо ГОСТ 13943–86, кольцо В130 с sк = 2,5 мм,. Осевой размер всех деталей узла:
l = 31 + 2,5 = 33,5 мм
l′ = 2 · 31 + 2,5 + 24 = 88,5 мм
При ширине сателлита z2, В2 = 40 мм подшипники будут утоплены в сателлит на 4,5 мм. (Рис. 3.8), при этом уменьшаем длину оси сателлита l0 = 40 мм. А
Рис. 3.8 Установка подшипников сателлитов
при ширине сателлита z′2, В′2 = 70 мм подшипники будут утоплены в сателлит на 7 мм с каждой стороны, длину оси сателлита уменьшаем до l′0 = 96 мм. Положение подшипников на оси фиксируют пружинными упорными наружными кольцами ГОСТ 13942–86, для z2 – кольцо В60 с sк = 2 мм, а для z′2 – кольцо В50 с sк = 2 мм.
Подшипники быстроходноговала.
Поскольку подшипники быстроходного вала не нагружены, их размеры определяем из конструктивных соображений. Подшипник 305 ГОСТ 8338–75 с размерами d × D × B = 25 × 62 × 17 мм устанавливаем в задней крышке корпуса, с осевой фиксацией при помощи кольца В62 ГОСТ 13943–86 и кольца В25 ГОСТ 13942–86.
Для монтажа второго подшипнивого узла (Рис.3.9) быстроходного вала, в водиле первой ступени делаем отверстие под посадку втулки Ø72 мм. в которую встанет подшипник 4074106 ГОСТ 4657–82 с размерами d × D × B = 30 × 55 × 25 мм. Подшипник так же устанавливаем с осевой фиксацией при помощи предусмотренного буртика Ø28 мм. кольца В30 ГОСТ 13942–86.
Рис. 3.9 Установка подшипника в водиле
Третий подшипник быстроходного вала, располагаем в тихоходном валу. Для этого увеличиваем внутренний диаметр тихоходного вала под посадку подшипника 1000907 ГОСТ 8338–75 с размерами d × D × B = 35 × 55 × 10 мм.
7.3. Подшипник тихоходного вала.
Размер подшипника тихоходного вала, ввиду отсутствия нагрузок на него, определяем также из конструктивных соображений. Диаметр тихоходного вала увеличиваем под подшипник 217 ГОСТ 8338–75 с размерами d × D × B = 85 × 150 × 28 мм. Осевое положение подшипника фиксируем кольцом В85 ГОСТ 13942–86 и кольцом В150 ГОСТ 13943–86.
Компановка редуктора. Уточнение размеров осей и валов
и их проверочный расчет.
Ось подшипника сателлита.
Диаметр осей увеличиваем до диаметров подшипников, оси делаем полыми с внутренним диаметром d0 = 0,5D0 для оси z2 D0 = 90 мм, d0 = 45 мм, а для оси оси z′2 D′0 = 50 мм, d′0 = 25 мм. Фактическое напряжение изгиба в опасном сечении:
0,49 мН/м2 < [σ]и
10,8 мН/м2 < [σ]и
Длину рабочей части выходного конца быстроходного вала принимаем lб = 1,6D = 1,6 · 25 = 40 мм и проверяем зубья на смятие.
Окружность выступов отверстия
dА = D – 2m = 25 – 2 · 1,25 = 22,5 мм
Средний радиус зубчатого соединения:
Расчетная площадь смятия
F = 0,8ml = 0,8 · 1,25 · 40 = 40 мм2
Расчет шлицевого соединения ведущего вала и солнечного колеса z1 не производим, так как при том же крутящем моменте 78 Н·м (795,1 кг·см) длина соединения равна 50 мм.
Длину шлицевого соединения водила и тихоходного вала принимаем 150 мм.
Окружность выступов отверстия:
dА = D – 2m = 70 – 2 · 3 = 74 мм
Средний радиус зубчатого соединения:
Расчетная площадь смятия:
F = 0,8ml = 0,8 · 3 · 150 = 360 мм2
Длину рабочей части выходного конца тихоходного вала принимаем:
lт = D = 110 мм.
Окружность выступов отверстия:
dА = D – 2m = 110 – 2 · 3 = 104 мм
Средний радиус зубчатого соединения:
Расчетная площадь смятия:
F = 0,8ml = 0,8 · 3 · 110 = 264 мм2
Некоторые конструктивные элементы редуктора.
Основные элементы редуктора располагаются внутри корончатых колес, выполненных за одно вместе с корпусом, вследствие этого монтаж всех деталей производится в осевом направлении.
Уровень масла контролируют с помощью контрольного щупа, расположенного в задней крышке. Для заполнения маслом используют отверстие для пробки-сапуна, для слива – маслоспускное отверстие, закрывающееся пробкой.
Редуктор устанавливается на фланце, расположенном на передней крышке. Для транспортировки редуктора, а также монтажа и демонтажа предусмотрен грузовой винт (рым-болт).
Смазка подшипников – разбрызгиванием масла из корпуса редуктора при вращении водила с сателлитами. Объем масляной ванны 1,9 дм3.
3.9. Определение фактической скорости подъема груза
Передаточное число механизма:
uмех = uрuп = 56,7 · 2 = 113,4
Угловая скорость вала двигателя:
Фактическая скорость подъема:
Данная скорость отличается от заданной на 1,5%, что допустимо.
Количество постов на участке ремонта двигателей мы принимаем исходя из суммы инвестиций и соображений логики. Так как оборудование, вводимое на данном участке, имеет повышенную по сравнению с эталонной производительность, время пребывания машины на посту сокращается почти в два раза, следовательно, мы можем рассчитывать на то, что данное число постов удовлетворит потребности БТО.
Так же для обеспечения нормальной деятельности
оформления бухгалтерской отчетности
и для решения общих организационно-административны
Итого, учитывая, что рабочие на БТО работают в 1 смену, получаем рабочий штат в 12 человек:
9 основных рабочих (включая 1 мастер);
3 вспомогательных рабочих;
Затраты на реконструкцию существующего здания и постройку нового приведены в таблице 4.1.
Информация о работе Проектирование нового участка по текущему ремонту автомобилей