Техническая механика. Примеры выполнения заданий

При изучении темы «Детали машин» необходимо ознакомиться с принципиальными основами расчета деталей машин на прочность, жесткость, устойчивость, износостойкость и теплостойкость.

Задание к контрольной работе.

Цель работы: Изучить основные понятия раздела «Детали машин»: соединения деталей машин (разъемные и неразъемные), механические передачи (передачи трением, передачи зацеплением), валы и оси, их опоры и муфты, подшипники (подшипники качения, подшипники скольжения).

Исходя из заданных условий работы деталей и узлов машины, усвоить методы, правила и нормы, обеспечивающие выбор наиболее рациональных для них материалов, форм, размеров, степени точности, качества поверхности и технических условий изготовления.

Задачи, поставленные в работе:

1. Ознакомиться с назначением и общим устройством редуктора.

2. Провести кинематический расчет редуктора.

3. Рассчитать зубчатые колеса редуктора и выполнить чертеж зубчатого колеса.

4. Сконструировать выходной вал редуктора и выполнить его чертеж.

5. Подобрать подшипники и провести расчет долговечности.

7. Выбрать шпонки и провести расчет на прочность.

Исходные данные для расчета по варианту и условие задачи

Исходные данные для решения задачи взяты из таблицы 1, кинематическая схема редуктора представлена на рис. 1.

Исходные данные для расчета и условие задачи:

N1 = 12,5, кВт; n1 = 1000 об/мин; n2 =190 об/мин;

Срок службы редуктора 35000 ч; 

Работа односменная; 

Валы установлены в подшипниках качения;

Недостающими данными задаться.

Рис. 1 . 1 – шестерня; 2 – зубчатое колесо; 3 – вал шестерни (приводной вал); 4 – вал зубчатого колеса (ведомый вал); 5 – подшипники.

  N1, N2 – мощность на приводном и ведомом валах соответственно;

n1, n2 – частота вращения приводного и ведомого валов соответственно;

М1, М2 – крутящие моменты на приводном и ведомом валах соответственно.

Кинематический расчет редуктора

По таблице 2. принимаем КПД  пары цилиндрических зубчатых колес: ;

Коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения:

Общий КПД привода: .

Передаточное отношение редуктора:

.

Принимаем по ГОСТ, таблица 3.,.

Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и барабана:

, об/мин;

, рад/с;

, об/мин;

, рад/с.

 Расчет зубчатых колес редуктора.

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками (таблица 4.):

для шестерни сталь 45, термообработка — улучшение, твердость НВ 230;

для колеса — сталь 45, термообработка — улучшение, твердость НВ 200.

Допускаемые контактные напряжения

,

где  — предел контактной выносливости при базовом числе циклов. По таблице 5 для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термообработкой (улучшение)

,

  — коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают .

Принимаем допускаемое напряжение по колесу:

, Н/мм2.

Вращающий момент на 1валу редуктора: 

  , Н×мм.

Вращающий момент на 2 валу редуктора:

, Н×мм.

Коэффициент нагрузки  примем с учетом несимметричного расположения колес по таблице 6 значение .

Принимаем коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию (таблица 7.).

Межосевое расстояние редуктора определяем из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле:

, мм.

Ближайшее стандартное значение , мм по таблице 8.

Нормальный модуль зацепления

, мм;

принимаем , мм по таблице 9.kbwf 4 

Примем предварительно угол наклона зубьев β = 10° и определим числа зубьев шестерни и колеса.

Техническая механика. Примеры выполнения заданий