Введение. Печатается по решению редакционно-издательского совета Нижнекамского химико-технологического института (филиал) фбгоу ВПО «книту».

Б.С. Леонтьев

РУКОВОДСТВО

ПО РАСЧЕТУ ПРИВОДА

Учебное пособие

КНИГА 2, часть 1

Нижнекамск

УДК 621.8

Л 47

Печатается по решению редакционно-издательского совета Нижнекамского химико-технологического института (филиал) ФБГОУ ВПО «КНИТУ».

Рецензенты:

Насыйров М. Н. – главный конструктор проектно-конструкторского центра ОАО «Нижнекамскнефтехим»;

Амирова С. С. – доктор педагогических наук, профессор.

Леонтьев Б.С.

Л 47 Руководство по расчету привода: учебное пособие: в 2 книгах. Книга 2, часть 1 / Б.С. Леонтьев. – Нижнекамск: Нижнекамский химико-технологический институт (филиал) ФБГОУ ВПО «КНИТУ», 2014. – 68 с.

Книга 2 учебного пособия «Руководство по расчету привода» по своему построению делится на несколько частей, каждая из которых посвящена одному определенному заданию.

В части 1 книги 2 разрабатывается конструкция червячно-цилиндрического редуктора («Конструктивная схема №1 для задания 1.1», см. приложение 1). На базе этой схемы рассмотрены вопросы конструирования валов и других элементов двухступенчатого червячно-цилиндрического редуктора, изложена методика расчета входного и выходного валов на статическую прочность и сопротивление усталости.

Предназначено для студентов механического факультета всех форм обучения, выполняющих курсовой проект по дисциплине «Детали машин» по первому типу заданий.

Подготовлено на кафедре МАХП НХТИ.

УДК621.8

© Леонтьев Б. С., 2014

© Нижнекамский химико-техноло-

гический институт (филиал)

ФБГОУ ВПО «КНИТУ», 2014.

ВВЕДЕНИЕ

После определения механических параметров на валах привода, межосевых расстояний и размеров элементов передач, а также нагрузок, действующих в передачах, приступают к разработке конструкции редуктора, являющегося составной частью привода. На первом этапе конструирования разрабатывается «Конструктивная схема червячно-цилиндрического редуктора (схема №1 для задания 1.1)» – в дальнейшем «Конструктивная схема №1». При этом опреде-ляются расположение деталей передач, расстояния деталей друг от друга и от стенок корпуса, диаметры ступеней валов и длины участков ступеней, выбираются типы подшипников качения и схемы их установки. Расстояния между деталями выбираются так, чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за соседние детали и за внутренние поверхности стенок корпуса. Расстояние между дном корпуса и поверхностью зубчатого колеса должно быть 30мм, между дном корпуса и поверхностью червяка — 20мм.

В соответствии с установившейся практикой проектирования и эксплуатации машин и механизмов для опор валов применяют следующие подшипники: для валов червячной передачи (входного и промежуточного) – конические роликоподшипники ГОСТ 27365–87; для выходного вала, на котором расположено цилиндрическое зубчатое колесо, – конические роликоподшипники ГОСТ 27365–87, если зубчатое колесо косозубое, или радиальные однорядные шарикоподшипники ГОСТ 8338–75, если зубчатое колесо прямозубое. Решение о разновидности цилиндрической зубчатой передачи (косозубая или прямозубая) принимается в разделе 2.3, глава 2, книга 1.

В большинстве случаев валы должны быть зафиксированы в опорах от осевых перемещений. Чаще всего фиксирующей делают опору, расположенную вблизи концевого участка вала (в дальнейшем – законцовка вала).

Для установки подшипников рекомендуется применять конструктивно более простую схему «враспор» [1, рис. 7.4], для которой отношение длины вала к диаметру .

В конструкции червячно-цилиндрического редуктора корпус редуктора выполняется разъемным по плоскости, на которой расположены оси колес цилиндрической зубчатой передачи. Такое исполнение наиболее удобно для сборки, так как каждый из валов редуктора с опорными подшипниками и другими расположенными на нем деталями может быть собран независимо один от другого и затем установлен в корпус.

При разработке конструкции редуктора важное значение имеет максимальное использование стандартных элементов конструкции и стандартных деталей (законцовки валов, крышки подшипниковых узлов, крепежные детали и др.).

Основной критерий работоспособности и порядок подбора подшипников зависят от частоты их вращения и условий работы. Подшипники выбирают по статической грузоподъемности, если они воспринимают внешнюю нагрузку при малых частотах вращения (). При этом проверяют, не будет ли радиальная нагрузка на подшипник превосходить статическую грузоподъем-ность, указанную в каталоге: . Если статическая нагрузка состоит из радиальной и осевой составляющих, то определяют эквивалентную стати-ческую радиальную нагрузку . Для радиальных шарикоподшипников и радиально-упорных роликоподшипников: . Статическая проч-ность обеспечена, если выполнено условие , где – статическая радиальная грузоподъемность подшипника.

Подшипники, работающие при 10об/мин, выбирают по динамической грузоподъемности, рассчитывая их ресурс при требуемой надежности. В случае, если расчетный ресурс не меньше заданного , а максимальная динами-ческая радиальная нагрузка не превышает половины динамической грузо-подъемности , подшипник считается пригодным.

После проверки пригодности подшипников качения, применяемых в опорах валов, переходят к расчетам валов на прочность. Основными нагрузками на валы являются силы от передач, которые передаются через насаженные на валы детали: зубчатые или червячные колеса, полумуфты, при этом принимается, что детали передают валу силы и моменты на середине своей ширины. Под действием постоянных по значению и направлению сил во вращающихся валах возникают напряжения, изменяющиеся по симметричному циклу. Основными материалами для валов служат термически обрабатываемые среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, 40ХН, механические характеристики которых представлены в таблице 10.2 [1, стр. 183].

В заключительной части курсового проекта выполняются расчеты валов на статическую прочность и на сопротивление усталости. Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести () и коэффициент запаса на усталостную прочность () в опасных сечениях вала должен быть не менее .

Конструктивная схема червячно-цилиндрического редуктора (схема №1 для задания 1.1) – см. приложение 1.