Стяжные винты рассчитывают на прочность по эквивалентным напряжениям на совместное действие растяжения и кручения.

Сила приходящаяся на один винт:

 

F_в = 0, 5C_Y, (111)

 

F_в = 0, 5∙ 1088 = 544 H

Принимаем коэффициент затяжки К_з = 1, 5 – постоянная нагрузка, коэффициент основной нагрузки х=0, 3 – для соединения чугунных деталей без прокладки.

Механические характеристики материала винтов: для стали 30 предел прочности σ _в = 500 МПа, предел текучести σ _т = 300 МПа; допускаемое напряжение:

[σ ] = 0, 25σ _т, (112)

 

[σ ] = 0, 25∙ 300 = 75 МПа.

 

Расчетная сила затяжки винтов

 

F_p = [K_з(1 – х) + х]F_в, (113)

F_p = [1, 5(1 – 0, 3) + 0, 3]544 = 734 H.

 

Определяем площадь опасного сечения винта

 

А = π d_p²/4 = π (d₂ – 0, 94p)²/4, (114)

 

А = π (12 – 0, 94∙ 1, 75)²/4 = 84 мм².

 

Эквивалентное напряжение

 

σ _экв = 1, 3F_p/A = 1, 3∙ 734/84, (115)

 

σ _экв =11 МПа < [σ ] = 75 МПа

11.3 Уточненный расчет валов

Быстроходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой А. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 40Х, улучшенная: s_В = 930 МПа [2c34]

Пределы выносливости:

- при изгибе s_-1 » 0, 43× s_В = 0, 43× 930 = 400 МПа;

- при кручении t_-1 » 0, 58× s_-1 = 0, 58× 400 = 232 МПа.

Суммарный изгибающий момент

 

М_и = М_х, (116)

 

М_и = 43, 6 Н·м.

 

Осевой момент сопротивления

 

W = π d³/32, (117)

 

W = π 30³/32 = 2, 65·10³ мм³

Полярный момент сопротивления

 

W_p = 2W, (118)

 

W_p = 2·2, 65·10³ = 5, 30·10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений

 

σ _v = M_и/W, (119)

 

σ _v = 43, 6·10³/2, 65·10³ = 16, 5 МПа

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

 

t_v = T₁/2W_p, (120)

 

t_v = 29, 7·10³/2·5, 30·10³ = 2, 8 МПа

 

Коэффициенты:

k_σ /e_σ = 3, 8;

 

k_t/e_t = 0, 6 k_σ /e_σ + 0, 4 = 0, 6·3, 8 + 0, 4 = 2, 68.

 

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

 

 

s_σ = σ _-1/(k_σ σ _v/e_σ ), (121)

 

s_σ = 435/3, 8·16, 5 = 6, 9.

 

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

 

s_t = t_-1/(k_tt_v/e_t + y_t t_m), (122)

 

s_t = 232/(2, 68·2, 8 + 0, 1·2, 8) = 29, 8

 

Общий коэффициент запаса прочности

 

s = s_σ s_t/(s_σ ² + s_t²)^{0, 5} , (123)

 

s = 6, 9·29, 8/(6, 9² + 29, 8²)^{0, 5} = 6, 7 > [s] = 2, 0

 

Тихоходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой С. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Суммарный изгибающий момент

 

М_и = (М_х²+М_y²)^1/2, (124)

 

М_и = (97, 0²+266, 4²)^1/2 = 283, 5 Н·м.

 

Осевой момент сопротивления

 

W = π d³/32, (125)

 

W = π 40³/32 = 6, 28·10³ мм³.

 

Полярный момент сопротивления

 

W_p = 2W, (126)

 

W_p = 2·6, 28·10³ =12, 6 мм.

Амплитуда нормальных напряжений

 

σ _v = M_и/W, (127)

 

σ _v = 283, 5·10³/6, 28·10³ = 45, 1 МПа

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

 

t_v =143, 2·10³/2·12, 6·10³ = 5, 7 МПа

 

Коэффициенты:

k_σ /e_σ = 4, 0;

 

k_t/e_t = 0, 6 k_σ /e_σ + 0, 4 = 0, 6·4, 0 + 0, 4 = 2, 80

 

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

 

s_σ = 400/4, 0·45, 0 = 2, 3.

 

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

 

s_t = 232/(2, 80·5, 7 + 0, 1·5, 7) =14, 0.

 

Общий коэффициент запаса прочности

 

s = 2, 2·14, 0/(2, 2² +14, 0²)^{0, 5} = 2, 1 > [s] = 2, 0.

 

12 комплектация и оформление конструкторской документации проекта

(Технический уровень редуктора)

Условный объем редуктора:

V = LBH, (128)

где, L = 240 мм – длина редуктора;

В = 170 мм – ширина редуктора;

Н = 300 мм – высота редуктора,

 

V = 240∙ 170∙ 300 = 12∙ 10⁶ мм³.

Масса редуктора:

 

m = φ ρ V∙ 10^-9, (129)

m = 0, 47∙ 7300∙ 12∙ 10⁶∙ 10^-9 = 42 кг

 

где φ = 0, 47 – коэффициент заполнения редуктора

ρ = 7300 кг/м³ – плотность чугуна.

Критерий технического уровня редуктора:

 

γ = m/T₂, (130)

 

γ = 42/143, 2 = 0, 29

 

При γ > 0, 2 технический уровень редуктора считается низким, а редуктор морально устаревшим.

Cписок использованных источников

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.–М.: Высш. шк., 1991.–432 с.

2. Курсовое проектировании деталей машин. / С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

3. Чернилевский Д.В. Проектирование деталей машин и механизмов. – М.: Высш. шк. 1980.

4. Леликов О.П. Курсовое проектирование. – М.: Высш.шк., 1990.

5. Дунаев Н.В. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.: Высш. шк., 2002.

6. Альбом деталей машин.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Т.1-3 – М.: Машиностроение, 1978.

8. Федоренко В.А., Шошин А.И. Справочник по машиностроительному черчению. – Л.: Машиностроение, 1988.

 

 

Содержание

ВВЕДЕНИЕ 5

 

1 Разработка кинематической схемы машинного агрегата 6

1.1 Привод передвижения мостового крана 6

1.2 Срок службы приводного устройства 7

2 Выбор двигателя, кинематический расчет привода 8

3 Выбор материалов зубчатых передач и определение допускаемых

напряжений 12

4 Расчет закрытой цилиндрической передачи 14

5 Расчет открытой цилиндрической передачи 20

6 Расчёт нагрузки валов редуктора 25

7 Разработка чертежа общего вида редуктора 27

8 Расчетная схема валов редуктора 30

8.1 Быстроходный вал 30 8.2 Схема нагружения тихоходного вала 32

9 Проверочный расчет подшипников 35

9.1 Быстроходный вал 35

9.2 Тихоходный вал 36

10 Конструктивная компоновка привода 39

10.1 Конструирование зубчатых колес 39

10.2 Конструирование валов 40

10.3 Выбор соединений 40

10.4 Конструирование подшипниковых узлов 40

10.5 Конструирование корпуса редуктора 41

10.6 Конструирование элементов открытых передач 42

10.7 Выбор муфты 43

 

 

10.8 Смазывание 44

11 Разработка рабочей документации проекта 45

11.1 Проверочный расчет шпонок 45

11.2 Проверочный расчет стяжных винтов подшипниковых узлов 46

11.3 Уточненный расчет валов 47

12 Технический уровень редуктора 51

Заключение 52

Список использованных источников 53

 

 

Министерство общего и профессионального образования

Свердловской области

Уральский государственный колледж имени И.И.Ползунова

 

 

КП.151031.03 ПЗ

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: