Расчет вала механизма натяжения ремня вентилятора

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

«Сибирский государственный технологический университет»

Факультет: Механический

Кафедра: технологии конструкционных материалов и машиностроения

Расчет вала механизма натяжения ремня вентилятора.

Пояснительная записка

Руководитель:

___________Гончарова Я.С.

^{(подпись)}

_____________________

^{(оценка) (дата)}

Разработал:

Студент гр. 91-01

Горнаков ____________

^{(подпись)}

Содержание

1 Расчет посадки с натягом

1.1 Требования, предъявляемые к посадке с натягом

1.2 Расчет посадки с натягом

2 Выбор посадки для гладкого цилиндрического сопряжения и расчет

калибров

2.1 Выбор посадки для сопряжения «ось – распорная втулка»

2.2 Расчет исполнительных размеров калибров

3 Выбор посадки шлицевого соединения

4 Расчет и выбор посадок колец подшипника качения

4.1 Характеристика подшипников качения

4.2 Расчет и выбор посадок колец подшипника качения

4.3 Определение монтажного зазора

Список использованной литературы

Задание на курсовое проектирование

Тема: «Расчет механизма натяжения ремня вентилятора»

Таблица А1 – Исходные данные для расчета(вариант 4)

Сопряжение
а					б	в		г
d, мм	d2, мм	l, мм	Мкр, Нм	Р, Кн	d, мм	Шпонка призматическая, соединение плотное	l, мм	Номер подшип.	R, кН	класс
30	55	45	100	0,6	35		35	107	0,5	6

Примечание:

1.         Узел работает спокойно, нагрузка спокойная

2.         Материал вала – Сталь 45.

3.         Материал втулки – Сталь 15.

Таблица А2 – Исходные данные для расчета размерной цепи

A1	A2,A3	A4	A5	A6	A0
108H9	19h7	65h9	5js10	5js10	0.2-0.5

Привод вентилятора осуществляется 2-мя клиновыми ремнями. Крыльчатка вентилятора устанавливается на фланец шкива. Шкив установлен на 2-х подшипниках на оси. Ось запрессована в кронштейн. В оси нарезана резьба, в которую завинчивается натяжной болт с контргайкой. В кронштейне имеются отверстия – прорези, позволяющие перемещать на определенную величину вентилятор в сборе и тем самым регулировать натяжение ремня.

2. Расчет посадки с натягом.

 

2.1 Требования, предъявляемые к посадке с натягом

Посадки с натягом в механизмах и машинах применяют для соединения деталей и передачи крутящего момента. Прилагаемый к сопряжению крутящий момент должен передаваться за счет сил трения, возникающих на сопрягаемых поверхностях деталей под воздействием натяга. При выборе посадки для конкретного сопряжения необходимо выдержать два условия:

1.При наименьшем натяге должна обеспечиваться передача внешнего момента, осевой силы или их совместного действия.

2.При наибольшем натяге выбранная посадка не должна разрушать сопрягаемые детали.

2.2Расчет посадки с натягом

Для расчета предложено сопряжение шкиф - ось. По заданию (пункт «а», рис. 7) на сопряжение действует крутящий момент и осевая сила, поэтому расчет посадки с натягом будем вести для условия совместного действия крутящего момента и осевой силы.

Условия выбора посадки:

; ;

где ;- допустимый минимальный и максимальный натяги в сопряжении;

; - минимальный и максимальный натяги выбранной посадки.

Величину наименьшего натяга  при условии, что сопрягаемые поверхности идеально гладкие, рассчитывают по формуле

(1.1)

где pэ – удельное эксплуатационное давление по поверхности контакта, Па;

d-номинальный диаметр соединения, м;

Е1, Е2 – модули упругости соединяемых деталей (Е1и Е2=2,0)

С1, С2 –коэффициент Ляме.

Определим величину удельного контактного эксплутационного давления:

(1.2)

где n – коэффициент запаса прочности соединения на возможные перегрузки, принимаю n=1

Мкр – крутящий момент

Р – осевая сила

d, l- номинальные диаметр и длина соединения.

f- коэффициент трения.(приложения А.2)

Определим наименьший расчетный натяг , предварительно определив коэффициенты Ляме:

(1.3)

(1.4)

где d1, d2, - диаметры колец, мм;

 и - коэффициенты Пуассона для металлов вала и отверстия, принимаю равными =0,3 и =0,3.

 

;

;

Определим минимальный натяг [], обеспечивающий передачу заданного крутящего момента и осевой силы:

[]=; (1.5)

где - поправка на смятие неровностей детали;

 - поправка на различные температурные условия сборки и работы,а также различные коэффициенты линейного расширения деталей;

 - поправка на деформацию деталей от центробежных сил.

Учитывая, что сборка и эксплуатация механизма натяжения ремня вентилятора осуществляется с небольшой разницей температур, а скорость вращения колеса невысокая, примем поправки  и , равными 0.

Поправку определим из выражения:

;  (1.6)

где -коэффициент смятия неровностей отверстия втулки и вала, К=0,25 для деталей из одинакового материала, сборка со смазкой.

и - высота неровностей поверхностей отверстия и вала. =3,2 и =6,3 (при точности изготовления вала по 6-му квалитету, а отверстия по 7-му)

[]= 3,2+5,8 = 9 мкм

Найдем [P] по формуле:

= (1.7)

= (1.8)

где Па; Па – предел текучести.

Определим , приняв для расчета меньшее значение [P]:

= (1.9)

Определим максимально допустимый натяг []

[]=; (1.10)

где  - поправка на увеличения контактного давления у торцов охватывающей детали, принимаем равной 1.

[]==95,8мкм.

Условия выбора посадки выполняются: =9,4мкм>[]=9мкм

=90мкм<[]=95,8мкм.

По стандарту ГОСТ25347-82 выберем предпочтительную посадку Ǿ45