Детали машин. Курсовое проектирование

1.

Детали машин
Курсовое проектирование
В.И. Капустин, К.В. Захарченко
НГТУ
Новосибирск

2.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАСЧЁТОВ
В соответствии с ГОСТ 2.106 расчёт должен содержать:
1. Цель расчёта.
2. Условия расчёта и исходные данные. В соответствии с
этим требованием в каждом разделе должен быть пункт
«Исходные данные».
3. Расчётную схему. Например, в расчётах передач
необходимо приводить кинематическую схему по ГОСТ
2.703 с элементами по ГОСТ 2.770;иногда в двух проекциях;
другие разделы также могут содержать эскизы и схемы.
4. Расчёт. Последовательность либо алгоритм расчёта
должны приводиться с обозначениями пунктов. Расчет
должен быть «прозрачным» т.е. доступным для проверки.
5. Выводы.

3.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
4.12. Конструирование корпусных деталей
4.13. Организация системы смазки и тепловой расчет редуктора

4.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Проверочный расчет предварительно выбранных в задаче
подшипников выполняется отдельно для быстроходного,
промежуточного и тихоходного
валов.
Пригодность подшипников определяется сопоставлением
расчетной динамической грузоподъемности Сrp, [Н], с базовой Сr,
[Н], или базовой долговечности L10h, [ч] (L10, млн. оборотов), с
требуемой Lh, [ч], по условиям:
Сrp ≤ Сr
L10h ≥ Lh
Базовая динамическая грузоподъемность подшипника Сr,
представляет собой постоянную радиальную нагрузку, которую
подшипник может воспринять при базовой долговечности L10h
составляющей 106 оборотов внутреннего кольца.
Значения Сr указаны в справочнике для каждого типоразмера
подшипника

5.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Требуемая долговечность подшипника Lh предусмотрена ГОСТ
16162—85 и составляет для червячных редукторов Lh ≥ 5000 ч; для
зубчатых Lh ≥ 10 000 ч. При определении Lh следует учесть срок
службы (ресурс) проектируемого привода, рассчитанный ранее, а
также рекомендуемые значения требуемой долговечности
подшипников Lh различных машин (см. табл. следующий слайд)

6.

Контрольное задание № 6
4.10. Проверочные расчеты валов
Значение коэффициента
безопасности Кδ

7.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Расчетная динамическая грузоподъемность Сr и базовая
долговечность L10h определяются по формулам:
где PE — эквивалентная динамическая нагузка, Н;
т — показатель степени: m = 3 — для шариковых подшипников,
т = 3,33 — для роликовых подшипников;
а1 — коэффициент надежности. При безотказной работе подшипников
у= 90%, а1= 1;
a23 — коэффициент, учитывающий влияние качества подшипника и
качества его эксплуатации; при обычных условиях работы подшипника
a23 =0,7...0,8 — для шариковых подшипников; a23 = 0,6...0,7 — для
роликовых конических подшипников;
п — частота вращения внутреннего кольца подшипника
соответствующего вала, об/мин

8.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Порядок определения PE, Сrp и L10h для радиальных шариковых
однорядных подшипников
+ Определяют отношение:
Расчет эквивалентной нагрузки PE выполняется только для подшипника с
большей радиальной нагрузкой Rr -суммарной реакцией
+ Определяют отношение:
где С0r – табличная статистическая грузоподъёмность подшипника.
По данному отношению находят коэффициенты e и Y (см табл. след. слайд)
e – коэффициент влияния осевого нагружения,
Y – коэффициент осевой нагрузки
+ По результату сопоставления
выбрать соответствующую
формулу и определить эквивалентную динамическую нагузку PE
+ Рассчитать динамическую грузоподъемность Сrp и долговечность
L10h подшипника.

9.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников

10.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Если
то эквивалентная динамическая нагрузка определяется
по формуле:
где Rr2 – радиальная нагрузка на подшипник в опоре, Н (например 2);
Ra – осевая нагрузка на подшипник, Н;
X – коэффициент радиальной нагрузки (для шариковых радиальных
подшипников X = 0,56);
V – коэффициент вращения (V =1 – при вращающемся внутреннем кольце
подшипника и V =1,2 – при наружном);
Кδ – коэффициент безопасности (для редукторов общего назначения Кδ =1,3,
табл.);
Кт – температурный коэффициент (при рабочей температуре подшипника до
125°С Кт=1, см. табл.)

11.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Если
то эквивалентную радиальную нагрузку на подшипник находят по
формуле для чисто радиального нагружения:
Определение пригодности подшипников

12.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Определение пригодности подшипников
Если в результате расчетов выдержано условие Сrp ≤ Сp и, как следствие
L10h≥Lh, то предварительно выбранные подшипники пригодны для
конструирования подшипниковых узлов
Невыполнение этих условий практически встречается в двух случаях:
1. Расчетная динамическая грузоподъемность больше базовой
(Сrp > Сp)
2. Расчетная динамическая грузоподъемность много меньше базовой
(Сrp ˂˂ Сp)

13.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Определение пригодности подшипников
1. Расчетная динамическая грузоподъемность больше базовой
(Сrp > Сp)
В этом случае рекомендуется увеличить базовую динамическую
грузоподъемность:
а) переходом из легкой в среднюю или тяжелую серию данного типа
подшипника, не изменяя диаметра ступени под подшипники;
б) переходом из данного типа подшипника в другой, более
грузоподъемный (например, вместо шариковых принять роликовые
подшипники);
в) увеличением диаметра ступеней под подшипники. При этом надо
учесть, что эта мера приведет к изменению размеров других ступеней
вала

14.

Контрольное задание № 7
4.11. Проверочный расчет подшипников
Определение пригодности подшипников
2. Расчетная динамическая грузоподъемность много меньше
базовой (Сrp ˂˂ Сp)
В этом случае базовую динамическую грузоподъемность уменьшают
а) переходом из средней серии в легкую или особо легкую серию
данного типа подшипника;
б) переходом из данного типа подшипника в другой, менее
грузоподъемный (например, вместо радиально-упорных шариковых
принять радиальные шариковые)
Диаметры ступеней под подшипники уменьшать ни в коем
случае не следует, так как они определены из расчета на прочность!
Предлагаемые рекомендации не исчерпывают возможных вариантов получения
удовлетворяющих значений Сr и зависят от конкретных условий нагружения
подшипников

15.

Контрольное задание № 7
4.12. Конструирование корпусных деталей
Корпуса редукторов отливают из чугунов (СЧ15, СЧ18 и др.), реже из
сталей и легких сплавов. Реже их выполняют сварными или
сварно-литыми. В зависимости от числа разъемов редуктор может
иметь одну или несколько корпусных деталей: корпус; корпус и
крышку корпуса; основание корпуса и т.д.
Конструкция корпусных деталей должна отвечать технологическим
требованиям с учетом литейных свойств сплава и технологии
изготовления технологической оснастки, литейной формы, очистки,
обрубки и последующей обработки
Жидкотекучесть сплава определяет в конструкции детали выбор
минимальной толщины стенок. Минимальную толщину детали х, мм
определяют по диаграмме (рис. след. слайд) в зависимости от
приведенного габаритного размера N:
где l, b, h - длина, ширина, высота
отливки, мм

16.

Контрольное задание № 7
4.12. Конструирование корпусных деталей
Диаграмма для определения минимальной толщины стенок отливок
1- сталь; 2- серый чугун; 3 – бронза; 4 алюминиевые сплавы

17.

Контрольное задание № 7
4.12. Конструирование корпусных деталей
У литых деталей толщину стенки необходимо назначать с учетом
требуемой расчетной прочности и жидкотекучести сплава
Толщину стенки корпуса (δ=х) из чугунного литья, отвечающую
требованиям технологии литья и необходимых прочности и жёсткости,
определяют по эмпирической зависимости:
где Ттх — крутящий момент на тихоходном валу редуктора, Н˙м
После сравнения выбирают наибольшую толщину δ!
Толщина стенки
крышки корпуса:

18.

Контрольное задание № 7
4.12. Конструирование корпусных деталей
Толщина стенки крышки корпуса:
Варианты исполнения крышки корпуса:

19.

Контрольное задание № 7
4.12. Конструирование корпусных деталей

20.

Контрольное задание № 7
4.12. Конструирование корпусных деталей
Диаметр (d3) стяжного болта (винта) крепления крышки корпуса
редуктора к основанию – по формуле:
Используют болты по ГОСТ 7798-70 или ГОСТ 7808-70
Диаметр фундаментного болта:
d1 =1,25⋅ d3
Количество фундаментных болтов n1 принимают:
где L-длина корпуса, В-ширина
Диаметр установочных штифтов
dш = (0,7...0,8)d3 с округлением
до ближайшего стандартного
значения по ГОСТ 3129-70 или
ГОСТ 9464-70