Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Мая 2013 в 14:43, курсовая работа
Условие обеспечения работоспособности аппарата
1) Прочность при нагружении корпуса аппарата внутренним давлением газообразной или жидкой среды.
2) Устойчивость геометрической формы оболочек аппарата при нагружении внешним давлением.
3) Коррозионная стойкость материалов деталей корпуса, находящихся в контакте с агрессивными средами.
4) Теплостойкость материалов корпуса при наличии повышенной температуры среды в аппарате.
5) Герметичность разъемных и неразъемных соединений деталей корпуса.
I. Введение 6
II. Кинематический расчет приводных устройств и выбор электродвигателя 7
1) Определение требуемой мощности 7
2) Подбор электродвигателя 8
3) Общее передаточное отношение привода 8
4) Определение силовых и кинематических параметров привода 8
а) Вал электродвигателя 8
б) Ведущий вал редуктора 9
в) Ведомый вал редуктора 9
III. Расчет клиноременной передачи 9
1) Диаметр меньшего шкива 10
2) Диаметр большего шкива 10
3) Выбор сечения ремня 10
4) Уточненное передаточное отношение 10
5) Определение межосевого расстояния 10
6) Определение расчетной длины ремня 11
7) Уточненное значение межосевого расстояния 11
8) Определение угла обхвата меньшего шкива 11
9) Определение числа ремней в передаче 12
10) Натяжение ветви клинового ремня 12
11) Сила, действующая на валы 12
12) Определение ширины обода шкива 13
IV. Расчет конической зубчатой передачи 13
1) Выбор материала и расчет допускаемого контактного напряжения 13
2) Расчет допускаемого напряжения при проектировочном расчете 13
3) Проектировочный расчет геометрических параметров передачи 14
а) Внешний делительный диаметр колеса 14
б) Число зубьев шестерни и колеса 15
в) Угол делительного конуса колеса и шестерни 15
г) Внешний окружной (торцовый) модуль 15
д) Внешний делительный диаметр шестерни 15
е) Внешнее конусное расстояние 15
ж) Ширина зуба шестерни и колеса 15
з) Среднее конусное расстояние 15
и) Средний делительный диаметр шестерни 15
к) Средний делительный диаметр колеса 15
л) Средний окружной модуль 16
м) Внешняя высота зуба 16
н) Внешняя высота головки зуба 16
о) Внешняя высота ножки зуба 16
п) Угол ножки зуба 16
р) Угол головки зуба 16
с) Внешний диаметр вершин зубьев шестерни 16
т) Внешний диаметр вершин зубьев колеса 16
у) Коэффициент ширины шестерни по внешнему делительному диаметру 16
ф) Средняя окружная скорость колес 16
4) Проверочный расчет по контактным напряжениям 16
5) Проверка зубьев конических прямозубых колес на выносливость по напряжениям изгиба 17
6) Силы в зацеплении 19
V. Предварительный расчет валов редуктора 19
1) Определение диаметра выходного конца вала 20
2) Определение диаметра вала между концевой частью и подшипником 20
3) Определение диаметра вала под подшипником 20
4) Определение диаметра буртика 20
5) Определение диаметра вала под ступицей 21
6) Определение диаметра резьбовой части вала 21
VI. Определение размеров зубчатых металлических колес 21
1) Диаметр ступицы стальных колес 21
2) Длина ступицы 21
3) Толщина обода конических колес 22
4) Толщина диска конических колес 22
VII. Подбор и расчет шпоночных соединений валов и зубчатых колес 22
1) Выбор шпонки для шестерни 22
а) Подбор шпонки 22
б) Проверка шпоночного соединения на смятие 23
в) Проверка шпонки на срез 23
2) Выбор шпонки для колеса 23
а) Подбор шпонки 23
б) Проверка шпоночного соединения на смятие 23
в) Проверка шпонки на срез 24
VIII. Подбор стандартных изделий для фиксации колеса на валу 24
1) Подбор стопорной многолапчатой шайбы 24
2) Подбор круглой гайки шлицевой 24
3) Подбор винта для крепления лабиринтного уплотнения к колесу 24
IX. Подбор подшипников 25
X. Конструирование корпуса редуктора 26
1) Толщина стенки корпуса и крышки одноступенчатого конического редуктора 26
2) Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса 27
3) Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса 27
4) Толщина нижнего пояса корпуса 27
5) Толщина ребер основания корпуса 27
6) Толщина ребер крышки 27
7) Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса 27
8) Диаметр фундаментных болтов c учетом размеров стойки для привода 27
9) Диаметр болтов у подшипников ведомого вала 27
10) Диаметр болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой 27
11) Подбор шайб пружинных 28
XI. Крышки узлов подшипников качения 28
1) Подбор торцовой глухой крышки 28
2) Подбор крышки торцовой с отверстием для манжетного уплотнения 29
3) Подбор болтов для крепления крышек 29
4) Подбор пружинных шайб 29
5) Подбор манжеты 29
XII. Смазывание редуктора 29
1) Выбор условий смазки редуктора 29
2) Выбор сорта и марки масла 29
XIII. Выбор муфты 30
1) Расчет муфты 30
2) Подбор шпонки 31
3) Проверка шпоночного соединения на смятие 31
4) Проверка шпонки на срез 31
5) Подбор шпильки с ввинчиваемыми концами нормальной точности 31
6) Подбор шайбы пружинной 31
7) Подбор шестигранной гайки нормальной точности 31
XIV. Допуски и посадки 32
1) Посадка муфты на вал 34
2) Посадка ступицы шестерни на вал 34
3) Посадка ступицы колеса на вал 35
4) Отверстия под подшипники 36
5) Валы под подшипники 36
XV. Расчет ведомого вала на выносливость 36
XVI. Список литературы 41
[1] стр. 136, формула (7.30):
, где:
Скорость ремня:
.
[1] стр. 136 для ремня сечения А:
– коэффициент, учитывающий центробежную
силу, следовательно,
.
[1] стр. 136, формула (7.31):
По [1] стр. 138, табл. 7.12:
, где по [1] стр. 138, табл. 7.12, ГОСТ 20889-80
для ремня сечения А размеры канавок:
;
;
Следовательно,
.
Цель расчета:
1) Подобрать материал и рассчитать допускаемое контактное напряжение;
2) Выполнить проектировочный расчет геометрических параметров передачи по [1] стр. 50 табл. 3.11;
3) Выполнить проверочный расчет по контактным напряжениям и напряжениям изгиба;
4) Определить силы в зацеплении.
Исходные данные:
– вращающий момент на валу колеса;
– передаточное отношение редуктора.
Выбор материала: [1] стр. 34 по табл. 3.3 принимаем:
• для шестерни – сталь 40X, термообработка – улучшение, твердость ;
• для колеса – сталь 45XH, термообработка – улучшение, твердость .
[1] стр. 33, формула (3.9):
[1]стр. 34 по табл. 3.2 для колеса:
предел контактной выносливости при базовом числе циклов;
[1] стр. 33: – коэффициент долговечности при длительной эксплуатации;
[1] стр. 33: – коэффициент безопасности для колес из нормализованной и улучшенной стали; Следовательно,
[1] стр. 34 по табл. 3.2 для шестерни:
предел контактной выносливости при базовом числе циклов;
[1] стр. 49 и стр. 50, табл. 3.11:
По [1] стр. 49, формула (3.29):
[1] стр. 49, примем: для прямозубых передач;
[1] стр. 32 табл. 3.1, предварительно примем для колес с твердостью поверхностей зубьев при консольном расположении колес: – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;
[1] стр. 49: коэффициент ширины зубчатого венца: .
При проектировании редукторов с параметрами по ГОСТ 12289-76 рекомендуется принимать ;
Следовательно,
[1] стр. 49 округляем по ГОСТ 12288-76: .
Фактическое значение отличается от номинального менее чем на 2%.
Следовательно, окончательно принимаем = 280 .
[1] стр. 49: , примем .
[1] стр. 49:
по [1] стр. 52: .
start="5"Внешний делительный диаметр шестерни
.
по [1] стр. 52:
.
.
.
.
.
.
.
.
.
[1] стр. 48, формула (3.27) для проверочного расчета конических прямозубых колес на контактную прочность:
[1] стр. 32:
[1] стр. 32, для прямозубых колес: – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;
[1] стр. 39 из табл. 3.5 при
,
, для передач с консольным
расположением зубчатых колес выбираем:
– коэффициент, учитывающий неравномерность
распределения нагрузки по ширине венца;
[1] стр. 40, табл. 3.6 для прямозубой передачи
при
, окружной скорости
, 8-й степени точности:
– коэффициент, учитывающий
динамические нагрузки в
Следовательно,
Полученное значение меньше допускаемого , следовательно, условие контактной прочности выполняется.
Недогрузка:
[1] стр. 50, формула (3.31) ,
[1] стр. 51 – окружная сила: ;
[1] стр. 43: ;
[1] стр. 43 из табл. 3.7 при , , для несимметричного расположения зубчатых колес, выбираем: – коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по длине зуба (коэффициент концентрации нагрузки);
[1] стр. 43 из табл. 3.8 при 8-й степени точности,
,
выбираем:
– коэффициент, учитывающий динамическое
действие нагрузки (коэффициент динамичности).
Следовательно,
[1] стр. 42: – коэффициент формы зуба, выбираемый в зависимости от эквивалентного числа зубьев:
• для шестерни:
• для колеса:
[1] стр. 51: – опытный коэффициент, учитывающий понижение нагрузочной способности конической прямозубой передачи по сравнению с цилиндрической;
Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:
[1] стр. 43, формула (3.24): ,
[1] стр. 44 – 45 из табл. 3.9 для стали 45 выбираем .
• для шестерни: .
• для колеса: .
[1] стр. 43: – коэффициент безопасности:
[1] стр. 44 – 45 из табл. 3.9 для стали 45 выбираем: – коэффициент, учитывающий нестабильность свойств материала зубчатых колес;
[1] стр. 44 для поковок и штамповок выбираем: – коэффициент, учитывающий способ получения заготовки зубчатого колеса.
Следовательно, .
Допускаемое напряжение при проверке зубьев на выносливость по напряжениям изгиба:
• для шестерни: .
• для колеса: .
Для шестерни отношение допускаемого напряжения изгиба к коэффициенту формы зуба:
.
Для колеса отношение допускаемого напряжения изгиба к коэффициенту формы зуба:
.
Дальнейший расчет ведем по зубьям колеса, т. к. полученное отношение для него меньше.
Проверяем зуб колеса: .
Полученное значение меньше допускаемого , следовательно, условие выносливости по напряжениям изгиба выполняется.
по [1] стр. 29 по ГОСТ 13755-81: – угол зацепления;
Радиальная сила на шестерне, осевая на колесе: по [1] стр. 159, формула (8.6):
.
Осевая сила на шестерне, радиальная на колесе:
.
Цель расчета:
1) Рассчитать диаметр выходного конца вала;
2) Определить диаметр вала между концевой частью и подшипником;
3) Определить диаметр вала под подшипником;
4) Определить диаметр буртика;
5) Определить диаметр вала под ступицей;
6) Определить диаметр резьбовой части на конце вала.
Исходные данные:
– вращающий момент на валу шестерни;
– вращающий момент на валу колеса.
Из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учета влияния изгиба:
[1] стр. 161, формула (8.16): ,
[1] стр. 161: – допускаемое напряжение на кручение для валов из стали 40.
• Ведущий вал редуктора:
• Ведомый вал редуктора:
• Ведущий вал редуктора: .
• Ведомый вал редуктора: .
• Ведущий вал редуктора: .
• Ведомый вал редуктора: .
по [Ошибка! Источник ссылки не найден.] стр. 368:
• Ведущий вал редуктора: .
• Ведомый вал редуктора: .
• Ведущий вал редуктора: .
• Ведомый вал редуктора: .
• Ведомый вал редуктора: .
Цель расчета:
[1] стр. 233 по табл. 10.1 определить:
1) Диаметр ступицы стальных колес;
2) Длину ступицы;
3) Толщину обода конических колес;
4) Толщину диска конических колес;
5) Диаметр центровой окружности;
6) Диаметр отверстий.
Исходные данные:
– диаметр ведущего вала редуктора под ступицей;
– диаметр ведомого вала редуктора под ступицей;
– средний окружной модуль;
– внешнее конусное
Цель расчета:
1) Подобрать шпонку;
2) Проверить шпоночное соединение на смятие;
3) Проверить шпонку на срез.
Исходные данные:
– длина ступицы шестерни;
– длина ступицы колеса;
– вращающий момент на валу шестерни;
– вращающий момент на валу колеса;
– диаметр ведущего вала редуктора под ступицей;
– диаметр ведомого вала редуктора под ступицей;
– допускаемое напряжение смятия узких граней шпонки;
– допускаемое напряжение среза шпонки.
Длина шпонки:
[1] стр. 169 из стандартного ряда выбираем .
С учетом диаметра вала: шпонка 10×8×36 ГОСТ 23360-78, ее характеристики приведены в таблице 3.
Таблица 3 – Шпонка для шестерни
Диаметр вала dв, мм |
Сечение шпонки b×h, мм |
Глубина паза |
Фаска S×45o,мм | |
вала t1,мм |
втулки t2, мм | |||
30÷38 |
10×8 |
5,0 |
3,3 |
0,25÷0,40 |
Полученное значение меньше допускаемого , следовательно, условие прочности шпоночного соединения на смятие выполняется.
Полученное значение меньше допускаемого , следовательно, условие прочности шпонки на срез выполняется.
Длина шпонки:
[1] стр. 169 из стандартного ряда выбираем .
С учетом диаметра вала: шпонка 14×9×50 ГОСТ 23360-78, ее характеристики приведены в таблице 4.
Таблица 4 – Шпонка для колеса
Диаметр вала dв, мм |
Сечение шпонки b×h, мм |
Глубина паза |
Фаска S×45o,мм | |
вала t1,мм |
втулки t2, мм | |||
44÷50 |
14×9 |
5,5 |
3,8 |
0,25÷0,40 |
Информация о работе Вертикальный аппарат с приводом и мешалкой