Размерный анализ конструкции узла входного вала конического редуктора

Министерство образования и науки Российской Федерации   ФГБОУ ВПО “Сибирский Государственный Технологический Университет”   Химико-технологический Факультет ЗДО   Кафедра технологии конструкционных материалов и машиностроения                           Размерный анализ конструкции узла входного вала конического редуктора   Пояснительная записка (ТКММ 00.00.00.013  ПЗ)                     Руководитель:  ____________Горячева Я.С.  (подпись)  _________________2014г  (оценка, дата)  Разработал:  студент группы 1510-31  _____________Зубов А.В.  (подпись)  _________________2014г (дата)                 Красноярск, 2014

 

Содержание

 

Анализ конструкции узла…………………………………………………….4

1. Выбор посадки с гарантированным натягом…………………………….5
2. Выбор посадки с зазором………………………………………………….8
3. Выбор посадок шпоночного соединения…………………..……………11
4. Выбор посадок подшипников качения……………………….…………13

Библиографический список………………………………………..………..15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ конструкции узла

Входной вал конического редуктора

 

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи – зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические и т.д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, с раздвоенной ступенью и т.д.).

Конические редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых пересекаются обычно под углом 90º. Передачи с углами, отличными от 90º, встречаются редко.

Наиболее распространённый тип конического редуктора - редуктор с вертикально расположенным тихоходным валом. Возможно исполнение редуктора с вертикально расположенным быстроходным валом; в этом случае привод осуществляется от фланцевого электродвигателя

У редукторов с коническими прямозубыми колёсами допускаемая окружная скорость (по делительной окружности среднего диаметра) v ≤ 5 м/с. При более высоких скоростях рекомендуют применять конические колёса с круговыми зубьями, обеспечивающими более плавное зацепление и большую несущую способность.

 

 

1. Выбор посадки с гарантированным натягом

Посадки с гарантированным натягом предназначены для получения неподвижных неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей, хотя иногда и в этом случае используют шпоночные, штифтовые и другие средства крепления. Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет сил сцепления (трения), возникающих на контактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом в процессе сборки. Благодаря надежности и простоте конструкции деталей и сборки соединений, эти посадки применяют во всех отраслях машиностроения (например, при сборке осей с колесами на железнодорожном транспорте, вендов со ступицами червячных колес, вкладышей подшипников скольжения с корпусами и т.п.).

Предельные значения натягов выбранной прессовой посадки должны удовлетворять следующим условиям.

[Nmin] ≤ Nmin

[Nmax] ≥ Nmax

 

[Nmax] = 99 мкм

[Nmin] = 7 мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nmax = 50 мкм

Nmin = 9 мкм

Dmax = D + ES =  40 + 0.025 = 40.025 мм

Dmin = D + EI = 40 + 0 = 40 мм

dmax = d + es =  40 + 0.050 = 40.050 мм

dmin = d + ei = 40 + 0 = 40,034 мм

[Nmin] ≤ Nmin       [Nmax] ≥ Nmax

7 мкм ≤ 9 мкм       99 мкм ≥ 59 мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

`                     Nmax               0		+99			+50       +34	Nmin	[Nmax]
		+32	r6
		+25	H7	[Nmin]

 

 

 

 

 

Рисунок 1 – Схема полей допусков с натягом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Выбор посадки с зазором

Выбрать и обосновать посадку, обозначенную на чертеже буквой “б”. Рассчитать предельные отклонения, размеры, зазоры. Построить схему полей допусков. Выбранную посадку поставить на чертежах

Выбор посадки сопряжения “вал – распорная втулка”.

Для сопряжения вал – распорная втулка выберем посадку .

Обоснованием для этого является:

1. Распорная втулка предназначена для ограничения смещения в осевом направлении внутренних колец подшипников качения и во время работы относительно вала неподвижна, а поэтому принят низкий, 11-й квалитет;
2. При сборке (разборке) подшипникового узла распорная втулка должна надеваться на вал, свободную, поэтому принята с большим зазором;

3. При выборе такой посадки вал будет иметь уменьшение диаметра между посадочными местами подшипников качения, что облегчит сборку подшипникового узла.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1(+0.16)

TD = 160 мкм

EI = 0 мкм

ES = 160 мкм

Dmax = D + ES =  45 + 0.16 = 45.16 мм

Dmin = D + EI = 45 + 0 = 45.0 мм

1(+0.16)

Td = 160 мкм

es = -80 мкм

ei = -240 мкм

dmax = d + es =  45 + (-0.080) = 44.920 мм

dmin = d + ei = 45 + (-0.240) = 44.760 мм

Smax = ES – ei = 160 – (-240) = 400 мкм

Smin = EI – es = 0 – (-80) = 80 мкм

T(S): Smax – Smin = TD + Td

400 – 80 = 160 + 160

320 мкм = 320 мкм

 

 

 

 

 

 

 

 

+160 

 

 

 

Н11

 

 

0

Smin Smax

-80 

 

 

d11

 

 

 

-240 

 

 

Рисунок 2 – Схема полей допусков посадки с зазором

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выбор посадок шпоночного соединения

 

Шпонка призматическая

Соединений нормальное

Длина шпонки – lШ 80 мм

 

По ГОСТу 23360-78 найдем размеры шпоночного соединения:

Ширина - в = 12 мм

Высота - h = 8 мм 
 Глубина паза вала - t1 = 5 мм

Глубина паза втулки - t1 = 3.3 мм

 

Найдем допуски сопряженных размеров:

Ширина шпонки 12h9(-0.043) мм

Ширина паза вала 12 N9(-0.043) мм

Ширина паза втулки 12Ys9(±21.5) мм

 

Найдем допуски несопряженных размеров:

Высота шпонки 8h11(-0.090) мм

Глубина паза вала 5+0,2 мм

Глубина паза втулки 3,3+0,2 мм

Длина шпонки 80h14(-0.740) мм

Длина паза вала 80H15(+1,2) мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 +21.5

 

0 Ys9

 

 h9 N9

-21.5

 

-43 -43

 

 

Рисунок 3 – Схема полей шпоночного соединения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Выбор посадок подшипников качения

6 – 7209

R = 10kH

150% 

Вал – вращается

Внутренняя – циркуляционная

Наружная – местная

По справочнику конструктора машиностроителя находим размеры подшипника:

d = 45 мм

D = 85 мм

B = 19 мм

r = 2.0 мм

Определим виды погружения колец:

Для циркуляционно-нагруженного кольца определим интенсивность нагрузки.

,      , где  R – нагрузка, действующая на подшипники

в – высота посадочного места

Kп – динамический коэффициент

Кп = 1 , если перегрузка в узле равна до 150%

Кп = 1,8 , если перегрузка в узле равна до 300%

   

Выбираем посадку циркуляционно-нагрузочного кольца:

 

Выбираем посадку местно-нагрузочного кольца подшипника:

 

 

 

 

 

+21

 

   k6

+2

0

 

l6

-12

 

 

 

 

 

 

+17.5

0

 Ys7

l6

-17.5 -13

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – Схема полей допусков подшипника качения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет монтажного зазора в подшипнике качения

 

Nmax = ls – EI

Nmax = 1.5 – (-6) = 10.5 мкм

g = gн - ∆d1max

gmax = 45 мкм

gmin = 15 мкм

gн = (45+15)/2 = 30 мкм

∆d1max = 0.85 * 10.5 d/d0 = 0.85 * 10.5 *0.8 = 7.046 мкм

d0 = d = (D – d)/4 = 30 + (62 – 30)/4 = 38 мкм

g = 30 – 7.046 = 22.95 мкм

т.к. g>0, то посадка выбрана правильно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

1. Байделюк В.С. Основы взаимозаменяемости: учебное пособие для студентов специальности 030500 всех форм обучения и учащихся техникумов и колледжей. – Красноярск: СибГТУ, 2011. – 124 с.
2. ГОСТ 25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости ЕДСП. Общие положения, ряды допусков и основных отложений.
3. ГОСТ 24853-81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
4. ГОСТ 23360-78. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечения пазов. Допуски и посадки.