- •В.А. Жулай, д.Н. Дегтев
- •Введение
- •Общие сведения о проектировании и конструировании
- •1.1. Основные понятия и обозначения
- •1.2. Цели и задачи курсового проектирования
- •1.3. Организация курсового проектирования
- •1.4. Требования к изделиям. Общие принципы и порядок проектирования
- •Кинематический расчет привода
- •2.1. Выбор электродвигателя
- •2.2. Расчет кинематических и силовых параметров привода
- •Расчет зубчатых передач
- •Выбор материалов и видов термической обработки зубчатых колес
- •. Определение допускаемых напряжений и коэффициента нагрузки
- •Значения пределов контактной выносливости зубьев
- •Учет режима нагружения при определении допускаемых напряжений
- •Значения коэффициентов эквивалентности
- •Значения пределов изгибной выносливости зубьев
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется аналогично:
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность равен по (3.12):
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется по формуле (3.20):
- •. Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •Расчет цилиндрической редукторной пары
- •Предварительные основные размеры колеса:
- •Размеры заготовок
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Предварительные основные размеры колеса
- •Число зубьев шестерни и колеса
- •Фактическое передаточное число
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Расчет открытой передачи
- •Предварительные основные размеры колеса
- •Фактическое передаточное число
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Силы, действующие в зацеплении
- •3.4. Расчет конических зубчатых передач
- •3.4.1. Расчет конической редукторной пары
- •Модуль передачи
- •Относительное смещение xe1 прямозубых шестерен
- •Размеры заготовки колес
- •Напряжение изгиба в зубьях колеса, мПа,
- •Фактическое передаточное число
- •Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба
- •Напряжение изгиба в зубьях колеса, мПа,
- •3.4.2. Силы, действующие в конической передаче
- •3.5. Расчет планетарных передач
- •Кинематический расчет
- •Соседства:
- •Силовой расчет
- •Для сателлитов, с учетом количества зацеплений
- •3.5.3. Расчет нагрузок, действующих на валы и опоры
- •Радиальная реакция опоры подшипника сателлита
- •Кинематический расчет
- •Соседства:
- •Силовой расчет
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность равен из (3.12)
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется по формуле (3.20)
- •Проверочные расчеты Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •Окружная сила в зацеплении (по (3.92), н
- •Расчет червячных передач
- •Выбор материалов червячных пар
- •Основные механические характеристики материалов для червячных колес
- •Значения коэффициентов эквивалентности для червячных передач
- •Расчет основных параметров червячной передачи
- •Проверочный расчет передачи на прочность
- •Тепловой расчет
- •Силы в зацеплении
- •Расчет основных параметров
- •Проверочный расчет передачи на прочность
- •Силы в зацеплении
- •Расчет ременных передач
- •Расчет плоскоременных передач
- •Выбор типа ремня
- •Расчет геометрических параметров плоскоременной передачи
- •Расчет на прочность плоскоременной передачи
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры плоскоременной передачи
- •Расчет клиноременных передач Общая характеристика клиноременной передачи
- •Размеры клиновых ремней по гост 1284.1 – 89 и гост 1284.3 – 96
- •Порядок проектного расчета клиноременных передач
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры клиноременной передачи
- •Расчет передач с поликлиновыми ремнями
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры поликлиноременной передачи
- •Силы, действующие на валы ременной передачи
- •Для плоскоременной передачи
- •Шкивы ременных передач
- •Расчет цепных передач Типы и условия работы приводных цепей
- •5.1. Расчет параметров цепной передачи
- •Допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей [рц], н / мм 2
- •5.2. Силы, действующие на валы цепной передачи
- •5.3. Звездочки для пластинчатых роликовых цепей
- •Основные параметры передачи роликовой цепью
- •6. Конструирование редукторов
- •6.1. Проектный расчет валов
- •Предварительный выбор подшипников качения
- •6.2. Эскизная компоновка редуктора
- •Проверочный расчет валов
- •6.3.1. Расчет вала на статическую прочность
- •6.3.2. Расчет вала на усталостную выносливость
- •Определение реакций в опорах в горизонтальной плоскости
- •В вертикальной плоскости
- •Расчет на статическую прочность Максимальное нормальное напряжение
- •Расчет вала на усталостную выносливость
- •6.4. Расчет шпоночных и шлицевых соединений
- •6.4.1. Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений
- •6.4.2. Расчет шлицевых соединений
- •Подбор подшипников качения
- •Поля допусков отверстий под подшипники
- •Реакции от сил в зацеплении
- •В горизонтальной плоскости
- •6.6. Смазывание передач и подшипников качения редукторов
- •Трансмиссионные масла
- •Классификация трансмиссионных масел
- •7. Содержание и оформление конструкторской документации курсового проекта
- •7.1. Виды конструкторских документов, их обозначение
- •Основные надписи
- •7.2. Расчетно-пояснительная записка
- •Расчетно-пояснительная записка
- •7.3. Спецификация
- •7.4. Библиографический список
- •7.5. Графические документы
- •8. Применение прикладных программ расчетов узлов и деталей машин
- •8.1. Примеры расчета передач с использованием программы amp Win Machine в модуле amp Trans
- •8.1.1. Расчет цилиндрической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета цилиндрической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •8.1.2. Расчет конической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета конической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •8.1.3. Расчет червячной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета червячной передачи в модуле amp Trans
- •8.1.4. Расчет плоскоременной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета плоскоременной передачи в модуле amp Trans
- •8.1.5. Расчет клиноременной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета клиноременной передачи в модуле amp Trans
- •8.2. Пример расчета вала по усталостной прочности с использованием программы amp Win Machine в модуле amp Shaft
- •Результаты расчета тихоходного вала косозубой передачи цилиндрического редуктора в модуле amp Shaft
- •9. Технические задания на курсовой проект
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложения
- •Технические данные двигателей серии 4а
- •Продолжение табл. П.4
- •Продолжение табл. П.4
- •С короткими цилиндрическими роликами (из гост 8328 – 75)
- •Подшипники роликовые конические однорядные (из ту 37.006.162 – 89)
- •Оглавление
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей [рц], н / мм 2
Частота вращения ведущей звездочки, n1, мин -1 |
Шаг цепи, t, мм |
|||
12,7; 15,875 |
19,05; 25,4 |
31,75; 38,1 |
44,75; 50,8 |
|
50 |
35,0 |
35,0 |
35,0 |
35,0 |
200 |
31,5 |
30,0 |
29,0 |
26,0 |
400 |
28,5 |
26,0 |
24,0 |
21,0 |
600 |
26,0 |
23,5 |
21,0 |
17,5 |
800 |
24,0 |
21,0 |
18,5 |
15,0 |
1000 |
22,5 |
19,0 |
16,5 |
– |
1200 |
21,0 |
17,5 |
15,0 |
– |
1600 |
18,5 |
15,0 |
– |
– |
2000 |
16,5 |
– |
– |
– |
2400 |
15,0 |
– |
– |
– |
2800 |
14,0 |
– |
– |
– |
Формула (5.10) служит для проверочного расчета намеченной цепи. По ней определяют величину А и вычисляют Kэ и затем сравнивают полученное значение рц с допускаемым: если условие рц ≤ [рц] соблюдено, то цепь пригодна; в противном случае следует проверить другой вариант цепи, например, если в исходном варианте была предусмотрена цепь типа ПРЛ, то можно проверить цепи ПР или 2ПР, взять цепь с большим шагом или увеличить z1.
Проекция опорной поверхности шарнира, мм 2,
А = d (Ввн + 2s), (5.11)
где d – диаметр валика, мм; Ввн – расстояние между пластинами внутреннего звена, мм (см. табл. П.9);
s – толщина пластины.
Можно также вычислять А в зависимости от шага цепи: для всех цепей типа ПРЛ и ПР А = 0,28 t2, за исключением цепи ПР 15,875 – 22,7, у которой А = 0,22 t2, и цепей ПР 9,525 – 9,1 и ПР 12,7 – 18,2, у которых А = 0,31 t2.
Для многорядных цепей значения проекции опорной поверхности шарнира А приведены в табл. П.9.
Коэффициент Kэ представляет собой произведение шести сомножителей:
. (5.12)
Коэффициент Кд учитывает характер изменения нагрузки (при нагрузках, близких к постоянной, без резких колебаний, принимают Кд = 1; при неравномерной или нагрузке с толчками Кд = 1,2 … 1,5; при сильных ударах Кд = 1,8).
Коэффициент Ка учитывает влияние межосевого расстояния (при at < 25 принимают Ка = 1,25; при at = (30 … 60) Ка = 1; при at > 60 значение Ка = 0,8).
Коэффициент Кн зависит от угла наклона передачи к горизонту θ (если θ меньше 45°, то Кн = 1; при наклоне под углом θ более 45° ; для передач с автоматическим регулированием натяжения цепи Кн = 1 при любом угле наклона).
Коэффициент Крег учитывает способ регулирования натяжения (Крег = 1 при регулировании натяжения цепи перемещением оси одной из звездочек; при регулировании натяжения нажимными роликами или оттяжными звездочками Крег = 1,15; при отсутствии регулирования Крег = 1,25).
Коэффициент Кс учитывает влияние способа смазывания цепной передачи (при непрерывной смазке в масляной ванне или от насоса Кс = 0,8; при регулярном капельном или внутришарнирном смазывании Кс = 1; при периодическом смазывании и работе в условиях запыленного производства Кс = 1,3; при недостаточной смазке и в условиях загрязненного производства Кс = 1,5).
Коэффициент Креж учитывает режим работы передачи (при односменной работе Креж = 1; при двухсменной Креж = 1,25; при трехсменной Креж = 1,45).
Для проектировочного расчета цепной передачи формулу (5.10) преобразуют, принимая А = 0,28 t2, F = 2Т1 / dд1, где Т1 – вращающий момент на ведущей звездочке, Н · м; dд1 = z1 t / π. После соответствующих преобразований получаем формулу для определения шага однорядной цепи типа ПРЛ или ПР:
, (5.13)
где mp – коэффициент рядности цепи, учитывающий число рядов zp и неравномерность распределения нагрузки по рядам:
zp = |
1 |
2 |
3 |
mp = |
1 |
1,7 |
2,5 |
Вычисленный по формуле (5.13) шаг t округляют до ближайшего его значения по стандарту (табл. П.9) и уточняют проекцию опорной поверхности шарнира А.
Рассчитанную по формуле (5.13) цепь проверяют на прочность, определяя коэффициент запаса прочности:
, (5.14)
где Fb – разрушающая нагрузка, значения которой приведены в табл. П.9, Н;
Ft – окружная сила, Н;
Кд – коэффициент, учитывающий изменение нагрузки (или динамический коэффициент); его значение дано выше, в пояснении к формуле (5.12);
Fц = q υ2 – нагрузка от центробежных сил (q – масса 1 м цепи, кг; υ – скорость цепи, м / с);
Ff – нагрузка от действия силы тяжести цепи, Н:
; (5.15)
здесь а – межцентровое расстояние, мм.
Коэффициент запаса S должен быть не меньше нормативного [S], значения которого приведены в табл. 5.2
Таблица 5.2
Допускаемый коэффициент запаса прочности [S]
для приводных роликовых цепей при z1 ≥ 17
Шаг цепи, t, мм |
Частота вращения ведущей звездочки n1, мин -1 |
||||||||
50 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
800 |
1000 |
|
12,7 |
7,1 |
7,3 |
7,6 |
7,9 |
8,2 |
8,5 |
8,8 |
9,4 |
10 |
15,875 |
7,2 |
7,4 |
7,8 |
8,2 |
8,6 |
8,9 |
9,3 |
10,1 |
10,8 |
19,05 |
7,2 |
7,8 |
8 |
8,4 |
8,9 |
9,4 |
9,7 |
10,8 |
11,7 |
25,4 |
7,3 |
7,8 |
8,3 |
8,9 |
9,5 |
10,2 |
10,8 |
12 |
13,3 |
31,75 |
7,4 |
7,8 |
8,6 |
9,4 |
10,2 |
11 |
11,8 |
13,4 |
– |
38,1 |
7,5 |
8 |
8,9 |
9,8 |
10,8 |
11,8 |
12,7 |
– |
– |
44,45 |
7,6 |
8,1 |
9,2 |
10,3 |
11,4 |
12,5 |
– |
– |
– |
50,8 |
7,7 |
8,3 |
9,5 |
10,8 |
12 |
– |
– |
– |
– |
Порядок расчета передачи приводной роликовой цепью
Определяют числа зубьев ведущей и ведомой звездочек. Уточняют передаточное отношение.
Определяют предварительное значение шага цепи.
Определяют скорость цепи.
Проверяют допускаемое давление в шарнирах роликов выбранной цепи.
Определяют геометрические параметры передачи: межосевое расстояние, длину и число звеньев цепи.
Проверяют цепь по числу ударов о зубья звездочек.
Определяют коэффициент запаса прочности цепи и сравнивают его с допускаемым.
Определяют размеры звездочек.
Определяют нагрузки на валах передачи.