Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Ноября 2011 в 11:27, курсовая работа
Производственные процессы в большинстве отраслей народного хозяйства выполняют машины, и дальнейший рост материального благосостояния тесно связан с развитием машиностроения.
К важнейшим требованиям, предъявляемым к проектируемой машине, относятся экономичность в изготовлении и эксплуатации, удобство и безотказность обслуживания, надёжность и долговечность.
Для обеспечения этих требований детали должны удовлетворять ряду критериев , важнейшие среди которых - прочность , надёжность , износостойкость , жёсткость , виброустойчивость , теплостойкость , технологичность.
Введение 6
1. Кинематический и энергетический расчеты редуктора 7
1.1 Определение общего передаточного отношения и распределение его по ступеням 7
1.2 Определение частот вращения всех элементов привода 7
1.3 Определение числа сателлитов для планетарной ступени 8
1.4 Определение КПД ступени и мощности на валах 8
1.5 Определение крутящих моментов на валах 8
2. Расчет зубчатых передач редуктора 9
2.1 Выбор материала зубчатого колеса и обоснование термообработки 9
2.2 Определение допускаемых контактных напряжений 9
2.3 Определение допускаемых напряжений изгиба 12
2.4 Расчет конической передачи 15
2.4.1 Определение основных параметров конической передачи с прямым зубом 15
2.4.2 Определение модуля и числа зубьев 15
2.4.3 Проверочный расчет передачи на контактную прочность 16
2.4.4 Проверочный расчет передачи на выносливость по изгибу 16
2.4.5 Проверочный расчет передачи на статическую прочность при перегрузках 17
2.4.6 Определение геометрических размеров передачи 17
2.5 Расчет планетарной передачи 19
2.5.1 Определение габаритов передачи «a-g» 19
2.5.2 Определение модуля зацепления 19
2.5.3 Подбор чисел зубьев и уточнение передаточных отношений 20
2.5.4 Определение геометрических размеров передачи 20
2.5.5 Определение ширины bW центрального колеса «в» 21
2.5.6 Проверочный расчет передачи на контактную прочность 21
2.5.7 Проверочный расчет передачи на выносливость по изгибу 23
2.5.8 Проверочный расчет передачи на статическую прочность при перегрузках 23
3. Определение усилий в зацеплении 24
3.1 Расчет усилий в зацеплении конической передачи 24
3.2 Расчет усилий в зацеплении планетарной передачи 24
4. Обоснование конструкции и определение размеров основных деталей
и узлов привода 25
4.1 Предварительное определение диаметров валов и осей 25
4.2 Эскизная компоновка и определение размеров основных деталей привода 26
4.3 Определение усилий в опорах и подбор подшипников качения 26
4.4 Уточненный расчет валов и осей 29
4.4.1 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов 29
4.4.2 Расчет диаметров валов на статическую прочность в опасных сечениях 32
4.4.3 Проверочный расчет валов на выносливость 33
4.5 Расчет подшипников качения на долговечность 46
5. Расчет шлицевых соединений 48
6. Расчет резьбовых соединений 49
7. Выбор. расчет и описание системы смазки и уплотнения 49
8. Порядок сборки. разборки и регулировки зазоров в зацеплении и подшипников качения 49
Заключение 51
Список использованных источников 52
Приложение 53
Амплитуда изгибных напряжений:
.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
.
Крутящий момент в данном сечении отсутствует, Тогда запас усталостной прочности .
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 2, которое проходит одновременно через посадочное место для ступицы зубчатого колеса и шлицы
Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений при наличии эвольвентных шлицев находим по табл.11 [5]: , .
Масштабный фактор при изгибе для вала диаметром D=70мм по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
По табл.13 [5] определяем коэффициенты концентрации напряжений в вале, вызванной посадкой ступицы зубчатого колеса по напряженной посадке: , .
Определяем момент сопротивления изгибу и кручению:
,
.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
.
Средние напряжения кручения:
.
Амплитуда цикла при кручении:
.
Определяем запас усталостной прочности в сечении 2 по шлицам.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Общий запас прочности по усталости:
- больше минимально допустимого.
Определяем запас усталостной прочности в сечении 2 по посадочной части.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Общий запас прочности по усталости:
- больше минимально допустимого.
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 3, где концентратором напряжений является галтель r=1мм.
Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений в галтели находим по табл.9 [5].
;
; ; ; .
Масштабный фактор при изгибе и кручении для вала диаметром d=65 по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Момент сопротивления изгибу и кручению:
,
.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
.
Средние напряжения кручения:
.
Амплитуда цикла при кручении:
.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Общий запас прочности по усталости:
.
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 4, где концентратором напряжений является галтель r=1мм.
Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений в галтели находим по табл.9 [5].
;
; ; ; .
Масштабный фактор при изгибе и кручении для вала диаметром d=60 по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Момент сопротивления изгибу и кручению:
,
.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
.
Средние напряжения кручения:
.
Амплитуда цикла при кручении:
.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Общий запас прочности по усталости:
.
Промежуточный внутренний вал
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении промежуточного внутреннего вала, которое проходит через шлицы.
Значения эффективных коэффициентов концентрации напряжений при наличии эвольвентных шлицев находим по табл.11 [5]: , .
Масштабный фактор при изгибе для вала диаметром D=40мм по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Определяем момент сопротивления кручению:
.
Средние напряжения кручения:
.
Амплитуда цикла при кручении:
.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Изгибающий момент в данном сечении отсутствует, Тогда запас усталостной прочности .
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении , где концентратором напряжений напрессовка.
Значение эффективного коэффициента концентрации напряжений находим по табл.13 [5]. Для диаметра D=35мм определяем методом интерполяции .
Масштабный фактор при изгибе для вала диаметром D=35мм по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Момент сопротивления изгибу будет:
.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
.
Крутящий момент в данном сечении отсутствует, Тогда запас усталостной прочности .
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 1, которое проходит одновременно через посадочное место для ступицы водила и шлицы
Значение эффективного коэффициента концентрации напряжений при наличии эвольвентных шлицев находим по табл.11 [5]: .
Масштабный фактор при изгибе для вала диаметром D=85мм по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
По табл.13 [5] определяем коэффициенты концентрации напряжений в вале, вызванной посадкой ступицы зубчатого колеса по напряженной посадке: .
Определяем момент сопротивления кручению:
,
Средние напряжения кручения:
.
Амплитуда цикла при кручении:
.
Определяем запас усталостной прочности по шлицам.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Изгибающий момент в данном сечении отсутствует, Тогда запас усталостной прочности .
Определяем запас усталостной прочности по посадочной части.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Запас усталостной прочности .
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 2, где концентратором напряжений является поперечное отверстие.
Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений находим по табл.8 [5].
; ;
- коэффициент снижения момента сопротивления.
Масштабный фактор при изгибе и кручении для вала диаметром d=85 по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Момент сопротивления изгибу и кручению:
,
.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
.
Средние напряжения кручения:
.
Амплитуда цикла при кручении:
.
Коэффициент запаса прочности при изгибе
.
Коэффициент запаса прочности при кручении
.
Общий запас прочности по усталости:
.
Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении 3, где концентратором напряжений является поперечное отверстие.
Значение эффективных коэффициентов концентрации напряжений находим по табл.8 [5].
; ;
- коэффициент снижения момента сопротивления.
Масштабный фактор при изгибе и кручении для вала диаметром d=85 по табл.14 [5]: . Коэффициент качества поверхности при чистоте обработки 6 класса согласно табл.16 [5], принимаем .
Момент сопротивления изгибу и кручению:
,
.
Среднее напряжение цикла .
Амплитуда изгибных напряжений:
.
Средние напряжения кручения:
.
Амплитуда цикла при кручении:
.
Коэффициент запаса прочности при изгибе