Проверочный расчет шпоночных соединений

Шпоночные соединения служат в основном для закрепления деталей на валах с помощью шпонок, устанавливаемых в пазах вала и ступицы.

Для передачи вращательного движения чаще всего используют призматические и сегментные шпонки. Призматические шпонки имеют прямоугольное сечение; концы скругленные или плоские.

Выполним проверочный расчет шпонки:

на валу А:

Т = 140,1·10³ Н·мм;

d = 70 мм;

b = 20 мм;

h = 12 мм;

l = 105 мм;

l_р = l-b = 105-20 = 85 мм;

t₁ = 7,5 мм;

t₂ = 9 мм;

Допускаемые напряжения на смятие принимают равными [ ] = 80...150 МПа.

Напряжение смятия от крутящего момента:

Тогда,

.

d = 70 мм;

b = 20 мм;

h = 12 мм;

l = 105 мм;

l_р = l-b = 105-20 = 85 мм;

t₁ = 7,5 мм;

t₂ = 9 мм;

Напряжение смятия от крутящего момента:

на валу С:

T = 2521,2·10³ Н·мм;

d = 90 мм;

b = 25 мм;

h = 14 мм;

l = 130 мм;

l_р = l-b = 130-25 = 105 мм;

t₁ = 7,5 мм;

t₂ = 9 мм;

Напряжение смятия от крутящего момента:

Надежная работа шпонок обеспечена, т.к. напряжение смятия меньше допускаемого напряжения смятия [ ].

Материал шпонок - чистотянутая сталь 45 с > 600 МПа (ГОСТ 23360-78).

Плиты и рамы являются опорными конструкциями и служат для связи в единое целое отдельных узлов машины или ее отдельных механизмов, в рассматриваемом случае - узлов привода. Они воспринимают и передают на фундамент действующие на машину нагрузки и обеспечивают правильность расположения узлов в процессе эксплуатации. Литая опорная конструкция называется плитой, а сварная - рамой.

Кроме прочности, опорные конструкции должны обладать жесткостью, так как последняя определяет виброустойчивость машины.

Плиты отливают из серого чугуна марок СЧ10 или СЧ15, реже - из стали. Форма и габаритные размеры плит определяются общей компоновкой привода.

В данном случае экономически выгоднее применять рамы, сваренные из элементов сортового проката: швеллеров, уголков, полос, листов.

Для данного случая контур рамы в плане целесообразен прямоугольный. Определим длину и ширину рамы:

L = 1180 мм, B = 580 мм.

Высоту рамы назначают из условий достаточной жесткости на основе практики проектирования аналогичных конструкций:

Найденные габаритные размеры L, B, H, округляют до нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69 [1, с.249].

Минимальную толщину наружных стенок определяем исходя из технологических возможностей и приведенного габарита N:

B - ширина или средняя ширина плиты; при этом δ > 7 мм.

Толщину внутренних стенок, перегородок и ребер с наружными стенками назначают на 15...20% меньше толщины наружных стенок. Высота ребер должна быть не более пятикратной их толщины.

Размер b принимают 8...10 мм. Наименьшую высоту платиков h выбирают в зависимости от габаритов плиты [1, c.245]:

= 8 мм.

Резьбовые гнезда в платиках для крепления узлов рекомендуется выполнять сквозными глубиной 2...2,5 диаметра болта d, что иногда требует местного утолщения платика приливом с внутренней стороны плиты [1, c.245]. Опорную поверхность рамы (подошву) для крепления ее к фундаменту выполняют в виде фланца по периметру шириной b = (3,5...5)·δ и толщиной t = (1,5...2)·δ :

;

Рекомендуется, чтобы подошва не прерывалась по всему периметру рамы.

Во фланце предусматривают отверстия под фундаментные болты. При большом периметре рамы ширину фланца уменьшают, а для фундаментных болтов предусматривают пустотелые бобышки. Бобышки делают по возможности высокими (2,5...3,5)·d, что способствует более равномерному распределению сил затяжки по подошве рамы.

Подошву рамы прострагивают грубо, поверхности платиков обрабатывают более чисто и точно до Ra 6,3...3,2; непараллельность плоскостей обычно составляет 0,1...0,15 мм.

В связи с тем, что поверхность профилей проката и листов достаточно ровная и чистая, при одинаковой высоте уровней можно применять рамы без опорных платиков. Но в данном проекте это не приемлемо.

Точная установка агрегатов по высоте обеспечивается металлическими прокладками. При небольшой разности уровне h на раму наваривают листы требуемой толщины или опорные платики. При большем значении h раму наращивают швеллерами, поставленными на полу или положенными на стенку.

Рамы, сваренные из профильного проката, имеют достаточную жесткость, поэтому надобность в специальных ребрах жесткости обычно отпадает. При необходимости жесткость рамы повышают с помощью дополнительных диагонально расположенных балок, чаще всего из уголков.

Для более равномерного распределения усилий затяжки по подошве рамы фундаментные болты желательно пропускать через обе полки швеллера, но при этом выступающие части болтов с гайками могут мешать установке узлов привода.

Для увеличения жесткости полки связывают ребрами, трубами, уголками.

Если узлы привода не позволяют пропустить болты через раму, она крепится к фундаменту за полки. Уклон полок выравнивают привариванием косых шайб или высоких бонок. При использовании косых шайб по бокам отверстий под фундаментные болты желательно вварить ребра жесткости на расстоянии, допускающим работу ключом.

Косые шайбы ставят также при креплении узлов к раме. Диаметры и число фундаментных болтов выбирают в зависимости от длины или развернутой длины опорной конструкции [1, с.247].

Закрытые зубчатые передачи при окружной скорости v 12...15 м/с обычно смазывают окунанием в жидкую масляную ванну.

Количество жидкой смазки выбирают из расчета 0,35...0,7 л на 1 кВт передаваемой мощности. Количество смазки определяется также сечением внутренней полости корпуса редуктора и глубиной масляной ванны. Желательно предусмотреть расстояние между наибольшим колесом и днищем корпуса не менее (5...10), что дает возможность осаждаться продуктами износа. Для смазки закрытых передач набивкой применяются консистентные смазки, содержащие мыла. Температура каплепадения такой смазки должна быть не ниже 75 C.

Подшипники, находящиеся в корпусе редуктора, при необходимости смазывания их жидкой смазкой смазываются обычно разбрызгиванием масла, находящегося в корпусе редуктора.

Долговечность подшипниковых узлов в значительной степени зависит от правильного выбора сорта и системы подачи смазки. Правильно выбранная смазка уменьшает износ сепаратора и тел качения, снижает потери на трение, а также отводит тепло, предупреждает коррозию, уменьшает шум при работе подшипника.

При выборе смазки для подшипникового узла в первую очередь необходимо исходить из окружной скорости вращающегося кольца подшипника, а также следует учитывать температурный режим узла, состояние окружающей среды (влажность, загрязненность).

Жидкие смазочные масла имеют следующие преимущества перед консистентными смазками: значительно меньший коэффициент внутреннего трения; большая стабильность свойств, так как они в меньшей степени окисляются и затвердевают; не меняют резко свою вязкость; возможность использования при высоких числах оборотов и значительных перепадах рабочих температур; отсутствие в необходимости разборки подшипникового узла при полной смене смазки.

Для выбора вязкости смазки служит номограмма [1, c.206]. При d = 90 мм и n = 750 мин^-1 минимальная вязкость равна 27 сСт. Следовательно, по ГОСТ 20799-88 можно определить наименование и марку масла: масло - индустриальное, тип - И-70А.

Если подшипник нужно защитить от избытка масла или от попадания в него продуктов износа зубьев, устанавливают маслозащитные шайбы. Наиболее необходимо применение маслозащитных шайб у подшипника, который находится на опоре у конца вала, выходящего из корпуса редуктора. В этом случае при отсутствии шайбы масло не только забивает подшипник, но и может нарушить работу уплотнения. В случае недостаточной подачи смазки, а также подачи ее в труднодоступные места делают специальные маслоподводящие канавки, располагаемые наиболее часто по разъему редуктора. В канавки масло стекает по верхней части корпуса. Редуктор должен быть установлен строго горизонтально или с небольшим наклоном в сторону стока масла.

В часто запускаемых и останавливаемых приводах перед подшипником устанавливается порог, обеспечивающий наличие смазки в подшипнике при запуске привода.

Стандартный редуктор распаковывается, в него заливается масло и обкатывают около 8 часов, затем масло сливается и заливается новое. Теперь редуктор готов к эксплуатации. На платики рамы крепится электродвигатель, а затем подготовленный редуктор. На вал электродвигателя насаживается ведущий шкив, на быстроходный вал редуктора - ведомый шкив. С помощью салазок регулируем межосевое расстояние для того, чтобы свободно одеть ремни на шкивы; затем с помощью этих же салазок регулируем натяжение в ременной передаче.

На (ведомый вал) тихоходный вал редуктора насаживается полумуфта 1; полумуфта 2 насаживается на вал планетарного смесителя, затем полумуфты стягивают между собой пальцами.

После проведения данной последовательности операций, привод пригоден к эксплуатации.

В данном курсовой работе был спроектирован привод сита-бурата . Работоспособность привода гарантируется при выполнении правильной сборки, смазки и регулировки и соблюдении правил эксплуатации.

Гарантами эксплуатации и надежности работы узлов привода в течение заданного срока являются выполнение соответствующих расчетов. Важным является тот факт, что при проектировании учитывался критерий экономичности, низкой металлоемкости, а, следовательно, общий вес и стоимость снижается.

Привод спроектирован таким образом, что в нем использовано максимальное количество стандартных изделий. Конструкция привода позволяет легко заменять износившиеся части привода, такие как упругие элементы муфты, ремни клиноременные. Достоинством является и компактность, небольшие габариты привода, однако допустимы трудности с перегревом редуктора и его дополнительного охлаждения.

1. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. - Х.: Основа, 1991.

2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. - М.: Высшая школа, 1985.

3. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцов Б.С. Расчеты деталей машин. - Мн.: Высшая школа, 1986.

4. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя Т1. - М.: Машиностроение, 1992.

5. Катаев Е.Ф. Детали машин. - Б.: Изд-во БелГТАСМ, 1999.

6. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя Т2. - М.: Машиностроение, 1992.

7. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя Т3. - М.: Машиностроение, 1992.

• ⇐ Назад
1
23