Загрузил sokoloff1906

Детали Машин Методические Указания

Реклама
Министерство образования и науки
ДОНЕЦКОЙ НАРОДНИЙ РЕСПУБЛИКИ
Донецкий национальный университет экономики и торговли
имени Михаила Туган - Барановского
Кафедра общеинженерных дисциплин
А.А. Декань, Д.С.Афенченко
ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Методические указания
«Технология конструирования одноступенчатого
цилиндрического редуктора»
для самостоятельной работы студентов
Направление подготовки 6.050503 «Машиностроение»
(специализация «Оборудование перерабатывающих и пищевых
производств» дневной и заочной форм обучения)
ДонНУЭТ
Донецк
2015
Министерство образования и науки
ДОНЕЦКОЙ НАРОДНИЙ РЕСПУБЛИКИ
Донецкий национальный университет экономики и торговли
имени Михаила Туган - Барановского
Кафедра общеинженерных дисциплин
А.А. Декань Д.С.Афенченко
ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Методические указания
«Технология конструирования одноступенчатого
цилиндрического редуктора»
для самостоятельной работы студентов
Направление подготовки 6.050503 «Машиностроение»
(специализация «Оборудование перерабатывающих и пищевых
производств» дневной и заочной форм обучения)
Утверждено
на заседании кафедры
общеинженерных дисциплин
Протокол № 24 от 13. 05. 2015
Утверждено научно-методическим
советом ДонНУЭТ
Протокол №____ от « »____2015
ДонНУЭТ
Донецк
2015
УДК 621.833.1-531:6:006.76/.78(075.8)
БКК 34.446-02я73
Д 28
Рецензенты:
А.Л. Фалько – док. техн. наук, доц.
Е.А. Гладчук – канд. техн. наук, доц.
Декань А.А.
Детали машин и основы конструирования [Текст ]: Методические указания
«Технология конструирования одноступенчатого цилиндрического редуктора»
Для самостоятельной работы студентов направления подготовки специалистов
6.050503 «Машиностроение» (специализация «Оборудование перерабатывающих
и пищевых производств») дневной и заочной форм обучения / А.А.Декань, Д.С.
Афенченко. – Донецк: ДонНУЭТ, 2015. - 28с.
Рассматриваются поэтапный порядок расчета и конструирования
одноступенчатого цилиндрического редуктора как с прямозубой так и с
косозубой
передачей.
Указана
последовательность
проектирования,
вычерчивание общего вида редуктора и его деталей.
Методические указания будут способствовать повышению качества и
рациональной организации самостоятельной работы студентов.
УДК 621.833.1-531:6:006.76/.78(075.8)
БКК 34.446-02я73
© А.А. Декань, Д.С. Афенченко 2015
© Донецкий национальный университет
экономики и торговли имени Михаила
Туган-Барановского, 2015
Введение
При изучении общетехнических дисциплин «Детали машин и основы
конструирования», «Прикладная механика» студенты сталкиваются с
проблемой конструирования машиностроительных изделий.
Этот процесс имеет свои характеристики, отличительные особенности.
Прежде всего, необходимо параллельно перерабатывать и увязывать между
собой графическую (чертеж) и аналитическую (расчетные формулы)
информацию. При этом каждый этап процесса предполагает принятие
собственного конкретного решения из нескольких возможных, иногда
противоречивых, и с учетом требований государственных стандартов.
Предлагаемые методические указания дифференцируют этот процесс,
облегчая тем самым его освоение на примере одноступенчатого
цилиндрического редуктора.
В методических указаниях принято, что расчеты носят предварительный
характер. Так, если в задании приведен режим нагружения в виде
циклограммы, то в качестве расчетного следует принять максимальный
рабочий момент. Предполагается, что уточненные расчеты деталей машин
проводятся в форме проверочных расчетов после разработки конструкции.
Процесс конструирования может быть реализован как традиционными
методами, так и с применением программного пакета Компас – 3D.
3
1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ УКАЗАНИЯ
Предварительно, до начала разработки конструкции редуктора с
использованием настоящих методических указаний, необходимо выполнить
следующие подготовительные работы:
1) Ознакомиться с заданием, определить передаточное число редуктора
u , расчетный крутящий момент на выходном валу редуктора T2 и назначить
коэффициент ширины зубчатого венца по ГОСТ 2185-66 из ряда … 0,16; 0,20;
0,25; 0,315; 0,40; 0,50 …;
2) Выбрать марки материалов для зубчатых колес и назначить их
химикотермическую обработку;
3) Вычислить допускаемое контактное напряжение для зубчатой
передачи.
При проведении расчетов межосевое расстояние (главный параметр
редуктора) принять стандартным из ряда … 50; 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125;
140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 335; 400 …
Учитывая, что на предварительной стадии проектирования числа зубьев
колес не устанавливаются, разрешается на этой предварительной стадии
проектирования увеличить допускаемое отклонение величины действительного
значения передаточного числа от номинального его значения до  6% вместо
 4% (стандартный ряд номинальных передаточных чисел: … 1,80; 2,00; 2,24;
2,50; 2,80; 3,15; 3,55; 4,00; 4,50; 5,0; 5,60; 7,10 …).
Принятые размерности: для линейных величин – мм; для силовых – Н.
2. АЛГОРИТМ КОНСТРУИРОВАНИЯ РЕДУКТОРА
Ниже, на рисунках 1 … 10, сопровождаемых минимально необходимыми
аналитическими комментариями (таблица 1 … таблица 8, таблица 9.1, таблица
9.2), приведено содержание работ по конструированию одноступенчатого
зубчатого цилиндрического редуктора.
Каждый этап конструирования содержит рисунок и таблицу с одним и
тем же номером.
4
5
Рисунок 1 – Основные геометрические размеры зубчатых колес
5
Таблица 1 – Расчет геометрических параметров зубчатого зацепления
Параметры
1
Межосевое
расстояние
Обозначение
2
Расчетная формула
3
a
 K  T2 K H

a  a  (u  1)3 
  H u   ba
Размерность
4
2
мм
6
Делительный
диаметр
шестерни
Делительный
диаметр
колеса
d1
d1 
2a 
u 1
мм
d2
d 2  d1  u
мм
6
Дополнительная информация
5
a - расчетное значение;
a - принять ближайшее большее к
расчетному стандартное значение по
ГОСТ 2185-66;
u - передаточное число;
К =310 – для прямозубых передач;
К = 270 – для косозубых передач;
 H - допускаемое контактное напряжение,
Н/мм2;
Т2 – крутящий момент на валу колеса,
Нмм;
КН – коэффициент учитывающий
динамическую нагрузку и
неравномерность распределения
нагрузки между зубьями и по ширине
венца;
 ba - коэффициент ширины зубчатого
венца.
Ширина
колеса
Ширина
шестерни
b2
b2   ba  a
мм
b1
b1  b2  5
мм
7
7
Формула справедлива при a  500 мм.
8
Рисунок 2 – Диаметры вершин зубчатых колес
8
Таблица 2 – Расчет диаметров вершин в зубчатом зацеплении
Параметры
1
Нормальный
модуль
Диаметр
окружности
вершин зубьев
шестерни
Диаметр
окружности
вершин зубьев
колеса
Обозначение
2
Расчетная формула
3
Размерность
4
Дополнительная информация
5
mn
mn  (0,001...0,02)  a
мм
Принять согласно ГОСТ 9563-80.
d a1
da1  d1  2mn
мм
da2
da 2  d2  2mn
мм
9
9
10
Рисунок 3 – Определение геометрических параметров корпуса
10
Таблица 3 – Расчет геометрических параметров корпуса
Параметры
1
Обозначение
2
Толщина стенок
крышки и корпуса
редуктора

11
Зазор от окружности
вершин зубьев колеса
до внутренней стенки
корпуса редуктора
Зазор между торцом
шестерни и
внутренней стенки
корпуса редуктора
Расстояние от
плоскости разъема
корпуса в сборе до дна
корпуса
Расчетная формула
3
  0,0025a ;
  1,124 T2
103
;
Размерность
4
Дополнительная информация
5
мм
Принять большее значение.
  8 мм
A1
A1  
мм
A2
A2  1,2
мм
h0
h0  a
мм
11
Уточнить с руководителем
проекта.
12
Рисунок 4 – Диаметры выходных концов валов
12
Таблица 4 – Расчет диаметров выходных концов валов
Параметры
1
Диаметр выходного
конца ведущего вала
Диаметр выходного
конца ведомого вала
Обозначение
2
Расчетная формула
3
Размерность
4
Дополнительная информация
5
Принять большее значение в
соответствии с ГОСТ 12080-66 –
цилиндрические концы валов или
ГОСТ 12081-66 – конические
концы валов;
 k - допускаемое напряжение на
кручение, Н/мм2.
d в1
d в1  3
16  T1
   k
мм
dв2
dв2  3
16  T2
   k
мм
13
13
14
Рисунок 5 – Геометрические размеры валов
14
Таблица 5 – Расчет геометрических размеров валов
15
Параметры
Обозначение
Расчетная формула
Размерность
1
2
3
4
Диаметр ведущего
d П1
вала под
Диаметры ступеней вала ( d П1 ;
подшипником
d П 2 ; d Ш ; d К и пр.) назначить
Диаметр ведомого
dП2
вала под
большими чем d в1 и d в 2 , при
мм
подшипником
этом диаметры соседних
Диаметр ведущего
ступеней отличаются друг от
dШ
вала под шестерней*
друга, примерно, на 5…20%.
Диаметр ведущего
dК
вала под колесом
Расстояние от
внутренней стенки
 2  0,31
2
мм
редуктора до торца
подшипника
Примечание. * Если x  2,5 mn , то вал выполнить за одно целое с шестерней, т.е.
в виде вал-шестерни (см. эскиз)
15
Дополнительная информация
5
Выбрать по каталогу размеры
подшипников качения:
d1  D  B1 (для ведущего вала),
d 2  D  B2 (для ведущего вала).
16
Рисунок 6 – Определение дополнительных геометрических параметров валов и корпуса
16
Таблица 6 – Расчет дополнительных геометрических параметров валов и корпуса
Параметры
1
Расстояние от
внутренней стенки
корпуса редуктора до
фланца крышки
ведомого вала
Обозначен
ие
2
Расчетная формула
Размерность
Дополнительная информация
3
4
5
c2 - расстояние от наружной стенки
корпуса редуктора до оси болта,
скрепляющего подшипниковое
гнездо (см. рисунок 9, таблица
9.2), k2 - там же;
d 5 - диаметр болта, скрепляющего
подшипниковое
гнездо
(см.
рисунок 9, таблица 9.2);
L
- уточнить после выбора
торцевых крышек ведомого вала
Уточнить по длине ступицы
насаживаемой на этот хвостовик
детали
L    c2  1,1d 5  (3...5);
L
L    k 2  1,1d 5  (3...5);
(принять большее
значение).
мм
17
Длина хвостовика
l1
l2
l1( 2)  (1,3...2)d в1( в 2)
мм
По D - диаметр наружного диаметра кольца подшипника – выбрать крышки торцевые глухие
(ГОСТ 18511-73) и крышки торцевые с отверстием для манжетного уплотнения (ГОСТ 18512-73)
17
18
Рисунок 7 – Определение геометрических размеров зубчатого колеса
18
Таблица 7 – Расчет геометрических размеров зубчатого колеса
19
Параметры
1
Диаметр ступицы
Обозначение
2
Расчетная формула
3
d ст
d ст  1,6d к
Размерность
4
мм
Длина ступицы
lст
lст  (1,0...1,5)d к
мм
Толщина обода колеса
Толщина диска
Диаметр центровой
окружности
Внутренний диаметр
обода
Диаметр отверстий
0
 0  (2,5...4,0)mn
c
c  0,3b2
мм
мм
Dотв
Dотв  0,5D0  d ст 
мм
D0
D0  d f 2  2 0
мм
d отв
d отв  0,25( D0  d ст )
мм
Фаска
Фаска
n
f
n  0,5mn
мм
мм
–
19
Дополнительная информация
5
Предпочтительная конструкция
lст  b2 (см. рисунок 1).
 0  8 мм
В зубчатых колесах малых
размеров отверстий не делают.
См. таблицу 8.
20
Рисунок 8 – Определение дополнительных геометрических размеров соединений
20
Таблица 8 – Расчет дополнительных геометрических размеров соединений
21
Параметры
1
Диаметр бурта на
ведущем валу
Наружный диаметр
распорной втулки на
ведущем валу
Диаметр бурта на
ведомом валу
Наружный диаметр
распорной втулки на
ведомом валу
Размеры шпонок
Обозначение
2
Расчетная формула
3
Размерность
4
d б1  d вт1  d ш  3 f
мм
d б 2  d вт2  d к  3 f
мм
d б1
d вт1
dб2
При d ш ( к )  40 мм принять f  1 мм,
при d ш ( к )  (40...80) мм – f  2 мм.
f – размер фаски для отверстия в
ступице (см. рисунок 7).
d в т2
–
Размер фаски
Дополнительная информация
5
f1
f1  0,5d вт i  d 2 i 
21
мм
Принять сечение шпонок в
зависимости от диаметра вала
согласно ГОСТ 23360-78, длину
шпонки определить из расчета на
смятие с последующим ее
уточнением по этому же
стандарту
d 2 i – диаметр заплечика принять
по ГОСТ 20226-74;
где i  1; 2.
22
Рисунок 9 – Определение геометрических размеров корпуса редуктора
22
Таблица 9.1 – Расчет геометрических размеров корпуса редуктора
23
Параметры
1
Толщина верхнего и нижнего
поясов (фланцев) корпуса и
крышки корпуса редуктора
Толщина нижнего пояса
корпуса
Толщина ребер
Диаметр фундаментных
болтов
Диаметр болтов,
скрепляющих
подшипниковые гнезда
Диаметр болтов соединяющих
основание корпуса с крышкой
редуктора
Диаметр болтов соединяющих
крышки подшипников с
корпусом подшипника
Высота бобышки под болт,
скрепляющий подшипниковое
гнездо
Обозначение
2
Расчетная формула
3
Размерность
4
b
b  1,5
мм
p1
p1  1,5 ;
p2
m
p2  (2,25...2,75)
m  (0,85...1)
d1
d1  0,03...0,036a  12
мм
d5
d5  (0,7...0,75)d1
мм
мм
мм
d3
d3  (0,5...0,6)d1
мм
d4
d4  (M 8...M16)
мм
hБ
23
Дополнительная информация
5
Принять их число  4
Количество болтов и их
расположение принять
конструктивно.
Выбирать d 4 и количество
отверстий по торцевым
крышкам (см. таблицу 6).
hБ - выбрать конструктивно,
чтобы образовалась опорная
поверхность под головку
болта и гайку (желательно у
всех бобышек иметь
одинаковую высоту hБ )
Продолжение таблица 9.1 – Расчет геометрических размеров корпуса редуктора
24
1
2
3
4
5
Расстояние между
e  (1...1,6)d2
подшипниковым гнездом и
мм
e
подшипниковым болтом
Диаметр болтов, соединяющих
d8  0,4d1
d8
крышку смотрового окна и
мм
крышку редуктора
q  1,8...2,5
Толщина проушины
мм
d6  3
d6
Диаметр отверстия проушины
мм
R  1,2d 6
Радиус скругления проушины
мм
R
Диаметр маслоспускного
M 16 1,5...M 30  2,0
d7
мм
Принять конструктивно
отверстия (под пробку)
Расположение маслоспускного
hп  0,25d 7
hп
мм
отыерстия
Примечание: 1) Конструкции приливов для маслоуказателя (I) и смотрового люка (II) разработать на завершающей
стадии проектирования [1, 2, 3]
2) Неуказанные литейные уклоны 4…7о.
Таблица 9.1 – Расчетные параметры для болтов
Размеры в мм
Параметры
ci
ki
М6
22
12
М8
24
13
М10
28
16
Болты
М16
39
21
М12
33
18
Примечение: i  1; 2; 3.
24
М20
48
25
М24
54
34
М27
58
34
М30
65
50
25
Рисунок 10 – Общий вид редуктора
25
ЛИТЕРАТУРА
1. Решетов Д.Н. Детали машин: Учебник для студентов
машиностроительных и механических специальностей вузов. – 4-е изд., перераб
и доп. – М. Машиностроение, 1989. – 496с., ил.
2. Цехнович Л.И., Петриченко И.П. Атлас конструкций редукторов: Учеб.
Пособие. – 2-е изд., переаб и доп. – К.: Вища шк., 1990. – 151с., ил.
3. проектирование механических передач: Учеб. пособие для
немашиностроительных вузов /С.А. Чернавский, Г.М. Ицкович, В.А. Киселев и
др. – М.: Машиностроение, 1976. – 608с., ил.
4. Курсовое проектирование деталей машин /В.Н. Кудрявцев,
Ю.А. Державец, И.И. Арефтев и др.: Учеб. пособие для машиностроительных
вузов. – Л.: Машиностроение, 1984. – 400с., ил.
5. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб.
пособие для техникумов. – М.: Высшая школа, 1991. – 433с., ил.
26
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Предварительные указания
2. Алгоритм конструирования редуктора
Литература
27
3
4
4
26
Декань Алексей Алексеевич – к.т.н., доцент
Афенченко Дмитрий Сергеевич – ст. преподаватель
ДЕТАЛИ МАШИН И ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ
Методические указания
«Технология конструирования одноступенчатого
цилиндрического редуктора»
для самостоятельной работы студентов
Направление подготовки 6.050503 «Машиностроение»
(специализация «Оборудование перерабатывающих и пищевых
производств» дневной и заочной форм обучения)
28
Скачать