Автор работы: Пользователь скрыл имя, 17 Февраля 2011 в 16:41, курсовая работа
Инженер-конструктор является творцом новой техники, и уровнем его творческой работы в большей степени опредеделяются темпы научно-технического прогресса. Деятельность конструктора принадлежит к числу наиболее сложных проявлений человеческого разума. Решающая роль успеха при создании новой техники определяется тем, что заложено на чертеже конструктора. С развитием науки и техники проблемные вопросы решаются с учетом все возрастающего числа факторов, базирующихся на данных различных наук. При выполнении проекта используются математические модели, базирующиеся на теоретических и экспериментальных исследованиях, относящихся к объемной и контактной прочности, материаловедению, теплотехнике, гидравлике, теории упругости, строительной механике. Широко используются сведения из курсов сопротивления материалов, теоретической механики, машиностроительного черчения и т. д. Все это способствует развитию самостоятельности и творческого подхода к поставленным проблемам.
окружная
сила на червяке, равная
осевой силе на колесе:
Ft1
= Fa2 =
759,614 Н
Радиальная
сила:
Fr = 1281,474 Н
Расчётное
напряжение изгиба:
sF
= £ [s]F
где YF2
- коэффициент формы
зуба, который выбирается
в зависимости от:
zv2
= 42,424
По
полученному значению
выбираем (стр. 39[2]) YF2 = 1,516.
Тогда:
sF
= 6,409 МПа £ [s]F
= 35,971 МПа
Произведём проверку зубьев колеса на контактную прочность при кратковременном действии пикового момента Tпик. Действие пиковых нагрузок оценивают коэффициентом перегрузки Kпер = Tпик / T, где T = Tmax - максимальный из длительно действующих (номинальный) момент.
Проверка
на контактную прочность
при кратковременном
действии пикового момента:
sHmax
= sH x = 126,659 x = 138,748
МПа £ [s]Hmax
= 540 МПа
Проверка
зубьев червячного колеса
на прочность по напряжениям
изгиба при действии
пикового момента:
sFmax = sF x Kпер = 6,409 x 1,2 = 7,691 МПа £ [s]Hmax = 108 МПа
Механические характеристики материалов червячной передачи
| Элемент передачи | Марка материала | Способ отливки | sв | st | [s]H | [s]F |
| H/мм2 | ||||||
| Червяк | сталь 45 с закалкой менее 350 HB и последующим шлифованием | - | 570 | 290 | - | - |
| Колесо | БрО10Ф1 | отливка в песчаную форму | 215 | 135 | 133,657 | 35,971 |
Параметры червячной передачи, мм
| Проектный расчёт | ||||||
| Параметр | Значение | Параметр | Значение | |||
| Межосевое расстояние aw | 200 | Ширина зубчатого венца колеса b2 | 71 | |||
| Модуль зацепления m | 8 | Длина
нарезаемой части
червяка b1 |
96 | |||
| Коэффициент диаметра червяка q | 10 | Диаметры червяка | ||||
|
делительный
d1
начальный dw1 вершин витков da1 впадин витков df1 |
80
80 96 300,8 | |||||
| Делительный
угол витков червяка g, град. |
11,31 | |||||
| Угол обхвата червяка 2d, град. | 50,51 | Диаметры колеса: | ||||
|
делительный
d2 = dw2
вершин зубьев da2 впадин зубьев df2 наибольший daM2 |
320
336 300,8 348 | |||||
| Число витков червяка z1 | 2 | |||||
| Число зубьев колеса z2 | 40 | |||||
| Проверочный расчёт | ||||||
| Параметр | Допускаемые значения | Расчётные значения | Примечание | |||
| Коэффициент полезного действия h | - | 0,909 | ||||
| Контактные напряжения sH, H/мм2 | 133,657 | 127 | ||||
| Напряжения изгиба sF, H/мм2 | 35,971 | 6 | ||||
Предварительный расчёт валов проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Диаметр
вала при допускаемом
напряжении [tк]
= 25 МПа вычисляем по
формуле 8.16[1]:
dв ³
dв ³
= 19,224 мм.
Под 1-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.
Под 2-й элемент (червяк) выбираем диаметр вала: 50 мм.
Под 3-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 45 мм.
Под
свободный (присоединительный)
конец вала выбираем
диаметр вала: 32 мм.
dв ³
= 48,279 мм.
Под свободный (присоединительный) конец вала выбираем диаметр вала: 52 мм.
Под 2-й элемент (подшипник) выбираем диаметр вала: 55 мм.
Под 3-й элемент (ведомый) выбираем диаметр вала: 60 мм.
Под 4-й
элемент (подшипник)
выбираем диаметр
вала: 55 мм.
Диаметры участков валов назначаем исходя из конструктивных соображений.
Диаметры валов, мм
| Валы | Расчетный диаметр | Диаметры валов по сечениям | |||
| 1-е сечение | 2-е сечение | 3-е сечение | 4-е сечение | ||
| Ведущий вал. | 19,224 | Под 1-м
элементом (подшипником)
диаметр вала: 45 |
Под 2-м
элементом (червяком)
диаметр вала: 50 |
Под 3-м
элементом (подшипником)
диаметр вала: 45 |
Под
свободным (присоединительным)
концом вала: 32 |
| Выходной вал. | 48,279 | Под
свободным (присоединительным)
концом вала: 52 |
Под 2-м
элементом (подшипником)
диаметр вала: 55 |
Под 3-м
элементом (ведомым)
диаметр вала: 60 |
Под 4-м
элементом (подшипником)
диаметр вала: 55 |
Длины участков валов, мм
| Валы | Длины участков валов между | ||
| 1-м и 2-м сечениями | 2-м и 3-м сечениями | 3-м и 4-м сечениями | |
| Ведущий вал. | 190 | 190 | 120 |
| Выходной вал. | 130 | 85 | 85 |
Диаметр ступицы: dступ = (1,5...1,8) x dвала = 1,5 x 60 = 90 мм.
Длина ступицы: Lступ = (1,2...1,7) x dвала = 1,2 x 60 = 72 ммТолщина обода напрессовываемой (рабочей) части червячного колеса:
d = 2 x mn + 0,05 x b2 = 2 x 8 + 0,05 x 71 = 19,55 мм = 20 мм.
где mn = 8 мм - модуль зацепления, b2 = 71 мм - ширина зубчатого венца червячного колеса.
Толщина обода центральной части червячного колеса:
dо = 1,25 x d = 1,25 x 20 = 25 мм = 25 мм.
Толщина диска: С = (1,2...1,3) x do = 1,2 x 20 = 24 мм
Внутренний диаметр обода:
Dобода = df2 - 2 x (do + d) = 300,8 - 2 x (20 + 25) = 210,8 мм = 210 мм.
Диаметр центровой окружности:
DC отв. = 0,5 x (Doбода + dступ.) = 0,5 x (210 + 90) = 150 мм
где Doбода = 210
мм - внутренний диаметр
обода.
Диаметр отверстий: Dотв. =
67,5 мм = 22 мм.
Параметры для стопорных винтов: Dвинт = (1,2...1,4) x m = 1,3 x 8 = 10,4 мм.
Подбираем стандартный болт M12.
В
виду того, что в
данном соединении валов
требуется невысокая
компенсирующая способность
муфт, то допустима
установка муфты
упругой втулочно-пальцевой.
Достоинство данного
типа муфт: относительная
простота конструкции
и удобство замены упругих
элементов. Выбор муфты
упругой втулочно-пальцевой
производится в зависимости
от диаметров соединяемых
валов, расчётного передаваемого
крутящего момента и
максимально допустимой
частоты вращения вала.
Диаметры соединяемых
валов:
d(эл. двиг.) = 38 мм;