Расчет соединений

7. Расчет соединений

7.1 Шпоночные соединения

Шпоночные соединения применяются для передачи вращательного момента с колеса на вал. Чаще всего применяются призматические и сегментные шпонки. При проектировании в данном случае использовались призматические шпонки, т.к. диаметры валов малы, и использование сегментных шпонок не допустимо из-за глубоких пазов для них. Рассчитываются шпоночные соединения из условия прочности шпонки на смятие. Шпонка на быстроходном валу для установки шкива.

Для : b=4 мм, h=4, t₁=2.5мм по таблице 24.27 [2 c. 475].

Для стальной неподвижной шпонки принимается

мм

Округляем по ряду длин призматических шпонок l=10 мм.

7.2 Расчет соединений с натягом

7.2.1 Расчет посадки венца червячного колеса на вал

Давление p ( МПа ), необходимое для передачи вращающего момента T_Т ( Н м ):

где k - коэффициент запаса сцепления, k = 2; f - коэффициент трения, f = 0.14 (сталь-бронза), d - диаметр вала, d = 135 мм; l - посадочная длина, l = 34мм;

Необходимый расчетный натяг  , мкм:

где Е₁ , Е₂ - модули упругости первого рода, Е₁ = 2,1×10⁵ МПа, Е₂ =0,8×10⁵ МПа;

С₁ , С₂ - коэффициенты жесткости:

 - коэффициент Пуассона, =0,3 = 0.35 , d₁ – внутренний диаметр вала, d₁ =94 мм, d₂ – делительный диаметр колеса, d₂ = 154 мм;

Поправка на обмятие неровностей ( мкм ):

где R_а1 , R_а2 - средние арифметические отклонения профиля поверхностей, Ra₁ = 0,8мкм, Ra₂ = 1,6мкм;

Минимальный натяг (мкм), необходимый для передачи вращающего момента:

 

Максимальный натяг ( мкм ), допускаемый прочностью венца колеса:

Здесь  - максимальная деформация, допускаемая прочностью ступицы, [p]_max- максимальное давление, допускаемое прочностью ступицы - для Бронзы БрО5Ц5С5 =140 МПа

Условия пригодности посадки:

Походит посадка

Температура нагрева охватывающей детали, ⁰С:

 ⁰С,

где N_max – максимальный натяг выбранной посадки, N_max=214 мкм; Z_сб – зазор для удобства сборки, Z_сб=15 мкм [2, с. 91]; - коэффициент температурного расширения бронзы,  [2, с. 89]; [t] – допускаемая температура для бронзы, [t]=150…200 ⁰С.

8. Выбор смазочных материалов

8.1 Смазывание передач

Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колеса при вращении увлекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.

Контактные напряжения (из распечатки).

По таблице 11.1 [2 c. 200] выбирается кинематическая вязкость масла 40. По таблице 11.2 [2 c. 200] выбирается марка масла Цилиндровое 52.

8.2 Смазывание подшипников

При катрерном смазывании передач подшипники смазывают брызгами масла.

Подшипники быстроходного вала защищены маслоотражательным кольцом и будут смазываться масляным туманом.

Подшипники тихоходного вала защищены резиновыми уплотнениями от залива масла из картера и будут смазываться пластичным смазочным материалом ЦИАТИМ-201.

8.3 Смазывание шарико-винтовой передачи

Смазывание шарико-винтовой передачи будет осуществляться пластичным смазочным материалом ЦИАТИМ-201.

9. Проектирование рамы

Конфигурацию и размер рамы определяют тип и размеры редуктора и электродвигателя. Раму удобно конструировать из двух продольно расположенных швеллеров и приваренных к ним трех – четырех поперечно швеллеров. Швеллеры располагают полками наружу. Такое расположение удобно для крепления узлов к раме, осуществляемого болтами. Тип швеллера выбираем исходя из длины рамы. Длину рамы определим прорисовкой L=720мм.

Высоту швеллера определим по формуле:

По табл. 24.51 [2 c. 488] подбираем швеллер №8 по ГОСТ 8240-89

Размер катета сварного шва выберем исходя из наименьшей толщины деталей рамы. Такой деталью является швеллер. Катет шва 5(мм). Сварка ручная дуговая по ГОСТ 5264-80.

Для компенсации вытяжки ремней в процессе эксплуатации, компенсации отклонений длины бесконечных поликлиновых ремней, легкости надевания новых на раме предусмотрено натяжное устройство. Оно обеспечивает изменение межосевого расстояния в пределах , где а – номинальное межосевое расстояние.

Применена схема натяжения прямолинейным перемещением двигателя. Натяжное устройство состоит из двух плит: неподвижной, прикреплена к раме, и перемещающейся по неподвижной при регулировании. Плиты выполнены из стальных листов. Толщину листов определим из длины плиты, которая определяется диапазоном изменения межосевого расстояния. В итоге получаем:

В раме выполнены отверстия диаметром:

для крепления натяжного устройства –18мм;

для крепления рамы к металлоконструкции – 15мм;

для крепления редуктора к раме – 12мм.

Список используемой литературы

1.   Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. т. 1-3 М., Машиностроение, 1982.

2.   Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. Л., Высшая школа, 2004.

3.   Буланже А.В., Палочкина Н.В., Фадеев В.З. Методическое указание по расчету на прочность цилиндрических и конических передач. М., МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1990

4.   Атлас по деталям машин. т. 1,2. Под ред. Решетова Д.Н. М., Машиностроение, 1992.

5.   Иванов М. Н., Иванов В. Н., Детали машин. Курсовое проектирование., Высшая школа, 1975.