Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин

Подождите немного. Документ загружается.

Рис.

7.8. Построение зацепления передач:

—

цилиндрической; б

—

конической; в

—

червячной

в) червячный редуктор (см. рис.

7.1,а,г;

7.6,в). Ступени тихо-

ходного вала вычертить в последовательности от 3-й к 1-й. При

этом длина 3-й ступени

получится конструктивно, как расстоя-

ние между противоположными стенками редуктора. Вычерчивание

ступеней быстроходного вала зависит от положения 2-й и 4-й сту-

пеней, которое определяется построением посаженных на них под-

шипников (см. п. 6). Для этого нужно провести дугу ради-

усом

R =

d^Jl^rx, выбрать величину S*= (0,15...0,2)/)

зависимости

от

диаметра наружного кольца подшипника быстроходного вала D и

провести отрезки 1 и

затем по диаметру подшипника

вычер-

тить подшипниковые гнезда по длине, а также 2-ю

{d^y

1^ и 4'-ю

{d^,

/4) ступени и подшипники; 3-я ступень

{d^,

/3) получится конст-

руктивно

—

между отрезками

и 2; затем вычертить 1-ю ступень

(J,, /j). Если при этом окажется, что диаметр вершин червяка

d^^

больше диаметра подшипника

d^^>D,

нужно предусмотреть поста-

новку стакана (см. 10.4, п. 5; табл. 10.16).

6. На 2-й и 4-й ступенях валов (см. рис.

7.2,г; 7.4,г;

7.6,г)

вычер-

тить основными линиями (диагонали

—

тонкими) контуры под-

шипников в соответствии со схемой их установки (см. табл. 7.2)

по размерам d, D, В

—

для шариковых; d, D, Т, с — для ролико-

вых конических. Примеры изображения подшипников: рис. 7.2, г

—

шариковые; рис. 7.4,г

—

роликовые конические; рис. 7.6,г

—

на

быстроходном валу

—

шариковые, на тихоходном

—

роликовые

конические.

* Размер S задать так, чтобы торец 2-й ступени вала выступал за контур корпу-

са. Это должно обеспечить осевую фиксацию элемента открытой передачи или

полумуфты (см. рис. 10.6,е). В противном случае

выбрать конструктивно.

130

Определить расстояние /^ и /^ между точками приложения ре-

акций подшипников быстроходного и тихоходного валов.

Радиальную реакцию подшипника R считать приложенной

точке

пересечения нормали к середине поверхности контакта наружного

кольца и тела качения подшипника с осью вала (рис. 7.9):

а) для радиальных подшипников точка приложения реакции ле-

жит в средней плоскости подшипника, а расстояние между реакци-

ями опор вала (рис. 7.9, в): I = L—B;

б) для радиально-упорных подшипников точка приложения ре-

акции смещается от средней плоскости, и ее положение определя-

ется расстоянием а, измеренным от широкого торца наружного коль-

ца (рис. 7.9, а, б):

а - 0,5 [в + — tga

] —

для радиально-упорных однорядных

шарикоподшипников;

а ^ 0,5 \Т-\—— е j — для конических однорядных

^ роликоподшипников.

Здесь d, D, В, Т— геометрические размеры подшипников;

а— угол контакта; е — коэффициент влияния осевого нагружения

(см.

табл. 9.1).

Тогда при установке подшипников по схеме 3 (враспор) /= L—2a

(рис.

7,6,а);

при установке по схеме 4 (врастяжку) / = L+2a (рис.

7.6,6).

Если подшипники установлены по схеме 2, то реакция R фик-

сирующей опоры, состоящей из сдвоенных однорядных радиаль-

но-упорных подшипников, приложена посередине между ними

(предварительно предполагают, что работают оба ряда тел качения

подшипников, см. рис. А6, А8). Тогда расстояние между точка-

ми приложения реакций в фиксирующей и плавающей опорах

—

1-0,55

(см. рис. 10.37).

8. Определить точкой приложения консольных сил (см. рис. 7.3,

7.5,

7.7):

а) для открытых передач. Силу давления ременной, цепной

передачи F^, силы в зацеплении зубчатых передач f^^^, F^^^, F ^^,

принять приложенными к середине выходного конца вала на рас-

стоянии /^^ от точки приложения реакции смежного подшипни-

ка;

б) сила давления муфты f^ приложена между полумуфтами (см.

рис.

10.1...10.3), поэтому можно принять, что в полумуфте точка

приложения силы

F^^

находится в торцевой плоскости выходного

конца соответствующего вала на расстоянии

/^^

от точки приложе-

ния реакций смежного подшипника.

131

Рис.

7.9. Определение расстояния между точками приложения реакций

в подшипниках:

а — вал-червяк на ралиально-уггорных шарикоподшипниках, установленных враспор; б — вал-шестерня

коническая на конических роликоподшипниках, установленных врастяжку; в

—

тихоходный вал цилиндри-

ческого редуктора на радиальных подшипниках, установленных враспор

132

9. Проставить на проекциях эскизной компоновки необходимые

размеры, выполнить таблицу и основную надпись.

10.

Составить табличный ответ к задаче 7 (табл. 7.3.).

Т а б л и

Вал

(материал-сталь...

а^=...Н/мм-

а,=...Н/мм-)

Быстроходный

Тихоходный

ц а 7.3. Материал валов. Размеры ступеней

Размеры ступеней, мм

(1,

с1^

/з

. Подшипники

Подшипники

Типо-

размер

dx Dx

В(Т),

мм

Динамическая

фузоподъем-

ность е., кН

Статическая

фузоподъем-

ность С„^, кН

Примечание. При составлении таблицы для конического редуктора следует ввести фафу d^I^

Характерные ошибки:

Неправильно выбраны допускаемые напряжения на кручение [х]^, а отсюда

неправильно определен диаметр d^ первой ступени вала.

Несоразмерность единиц крутящего момента Л/, и [т]^ при определении d^.

Небрежно выполнен чертеж общего вида редуктора.

Неправильно определены расстояния /g и /^ между точками приложения реакций.

Неточно измерены расстояния /^^ и /^.

6. Не обоснован предварительный цыбор типа подшипника.

Не соответствуют стандартам (табл. 13.15) размеры ступеней вала.

8. Не соблюдена симметричность корпуса конического редуктора относитель-

но оси быстроходного вала

if(=f^-

9. Неправильно вычерчено зубчатое (червячное) зацепление.

ЗАДАЧА 8

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ВАЛОВ РЕДУКТОРА

Цель: 1. Определить радиальные реакции

опорах подшипни-

ков быстроходного и тихоходного валов.

Построить эпюры изгибающих

крутящих моментов.

Определить суммарные изгибающие моменты.

Построить схему нагружения подшипников.

Общие положения

В пояснительной записке (см. 14.2, п.

на миллиметровой бумаге формата A3 (рис.

строходного и тихоходного валов (рис. 8.1

жать:

8) задача выполняется

14.2) отдельно для бы-

..8.4) и должна содер-

133

а) в левой части формата: расчетную схему вала; координатные

оси для ориентации схемы; эпюры изгибающих моментов в верти-

кальной и горизонтальной плоскостях; эпюры крутящих моментов;

схему нагружения подшипников вала;

б) в правой части формата: исходные данные для расчета; оп-

ределение реакций и изгибающих моментов в вертикальной и го-

ризонтальной плоскостях; определение суммарных радиальных ре-

акций и суммарных изгибающих моментов; таблицу полученных

результатов; основную надпись (см. 14.1, п. 3; табл. 14.1, 14.2;

рис.

8.1...8.4*).

Задачу разрабатывают в два этапа: 1-й этап (см. 8.1) — опре-

деление суммарных реакций в опорах предварительно выбранных

подшипников для их проверочного расчета в задаче 9 и выявле-

ния пригодности. 2-й этап (см. 8.2) выполняется в задаче И —

определение суммарных реакций в опорах окончательно приня-

тых подшипников, определение изгибающих и крутящих момен-

тов,

построение их эпюр для проверочного расчета валов (см. 11.3,

пп.

1,2).

8.1.

Определение реакций

опорах подшипников

Вычертить (разноцветно) координатные оси в диметрии для

ориентации направлений векторов сил и эпюр моментов.

Вычертить расчетную схему вала в соответствии с выполнен-

ной схемой нагружения валов редуктора (см. рис. 6.4...6.6).**

Выписать исходные данные для расчетов:

а) силовые факторы, Н: силы в зацеплении редукторной пары

на шестерне (червяке) или колесе —

F^, F^,

Fj консольные силы:

открытой передачи гибкой связью

—

F^^^^

или открытой передачи

зацеплением (на шестерне) F^ , F^ , F

\ муфты ~ F (см. рис.

6.4...6.6);

б) геометрические параметры, м: расстояние между точками

приложения реакций в опорах подшипников быстроходного и тихо-

ходного валов /g, /^ (см. рис. 7.3, 7.5, 7.7); расстояние между

точками приложения консольной силы и реакции смежной опоры

подшипника

—

/ , / ;

^ оп' м'

диаметры делительной окружности шестерни (червяка) или ко-

леса

—

d^, d, (см. табл. 4.5; 4.8; 4.11).

* Значение изгибающих, крутящих моментов и суммарных реакций получены

по исходньш данным примеров для окончательных размеров ступеней валов и типо-

размеров подщипников (см. 11.3, пп.

1...3).

** Независимо от положения вала в редукторе ось его расчетной схемы выпол-

няется горизонтально; при этом полюс зацепления на шестерне (червяке) и колесе

располагают диаметрально противоположно.

134

6.2.

Определение

реакций б

подшипниках.

Построение

эпюр

изгибающих

крутящих моментоб (тихоходный

бал)

j[laHo:Ft2'^000HiFr2=ne0HiFa2=S60HiFon^5200HiFy=FofjsLn30''-2600Hi

F^=FofjCos30''=4500Hid2-0.i8M Mj^OAb^ iLon=0.06».

Вертикальная

плоскость

a)определяем опорные

реакции,И-

1M-0FIL H)-R L-F ^^f ^=0Й

/j^tiilt^^^-

iriu-fJ)'^yi'-оп^'-Р'^cyl'T

ГГ2

2 '^azz ^^)"cy i^ '

XM-n-Fl -F ^*F ^-D I -n-R -

^J^!llf[i!jkl^i^

Про'Ьерка

•

ly-Oi

-R^y-Fr^Roy=0.

строим

эпюру изгибающих

моментоб относительно

оси X

б характерных сечениях 1Л,Нм'-

MxrOiМх2 =FylQniMj(j=Fy(Lop+2')-Ri:yj)Mx^^0}Mxj^Rjjy j- •

Горизонтальная

плоскость

. а)

определяем опорные

реакции, Н-

^'ШМ/^М . h _Fxlion-Lj)-Ft242

lM^-0, FxUon-'iTrf<cx'-rFt22-0)Rcx ц ^ '

Проберка •

IX=Oi />

-RQX

'Ftz'^Rjjx '0.

6)cmpouM

эпюру изгибающих

моментоб относительно

оси

характерных

сечениях /..^, Им•

L^ IT,

Myi=0;My2'-Fx LoniMy3=-Fx(Lop*2-l*f^cx J '%u"0

•

Ргг53Ш Г

^ЬЛ

I Ra2'S60H 3Строим эпюру

крутящих

момент(Л,Нм-Мц''Мг=~у

г._-.^

_ а ._ -

Fa=66DH

Подшипник

2Ю

».

Определяем суммарные радиальные

реакции, И'

').

Определяем

суммарные изгибаюи

наиболее

нагруженных сеченш

1 D -^29^Н

Определяем

суммарные изгибающие

моменты

LJL2

наиболее

нагруженных сечениях,Н-м-

£сЛ_

RD,H

М2,Нм

Mj,H-M

Ущк1сг\

UdOKyM\

Подп. yipja\

А5Ю05559.

ШПЗ

53А^

h2%

ЗПВ

3^3.5

Рис.

8.1. Пример расчетной схемы тихоходного вала цилиндрического одноступенчатого редуктора

MXIHM)

Му(Н-м)

MzlH-м)

Ю1в

^^^^т

47дн

^д-'^ЬЗИ^

йг2=7ЮИ

J^Rn-lBOW

Rr2^26e5HK

Подшипник

7507

^=Щ-м1мг

8.1

Определение

реакций 6

подшипниках.

Построение

эпюр изгибающих и

крутящих

моментов

(быстроходный

бап)

JlaHO-Ft^=3600HiFn=1557HiFar965H;Fon^815H;dr0fleM 'Лв=0,1^м 11оп=0,05м

Вертикальная

плоскость

а)

определяем опорные

реакции, Н

•

ПроЬерка• 1У=0; RAy-f^n-^Rey-^on'O;

б)

строим

эпюру

изгибающих

моментоб относительно

оси

Ь характерных сечениях Ы, Им•

%'^'>

^хг'^^Ау

W^4=^;

^хз^'^оп'-оп''» ^xz^'^onl^on*

Jl'^^f.

Горизонтальная

плоскость р,

а)

определяем опорные

реанции^Н- /?>»х=/?вг"Т^

б)

строим

эпюру изгибающих

моментоб относительно

оси У

6 характерных сечениях 1.5, Нм-

Myi=0iMy2=-RAxj-^Myj-0.

3.Строим эпюру крутящих

моментоб,

Нм '

м ^м - Ml

Мц^м^-——

^.Определяем

суммарные радиальные реакции,Н:

Определяем

суммарные изгибающие моменты

6 наиболее нагруженных сечениях,Им-

M2=mpMyi

iMj-Мхз.

ПиГ

RB'H

\М2,Нм

к,н-«

/609

2663

132,66

^0,75

ттп\

NdoKUH

тдп шщ

тиотшопз

]/1ист

Рис. 8.2. Пример расчетной схемы быстроходного вала цилиндрического одноступенчатого редуктора

MJHM)

102

ki5H/

50,24

\\Rr^=4654H

Раг7Ш

Подшипник

7206

B.1.

Определение

реакций

подшипниках.

Построение

эпюр

моментоб (быстроходный

бал)

AaHO:FtrJOOOHiFn=522H,Far2420HiFM^720H,di%Q5„Us-0,08„}Li^03„;L^^^^^

/^ ^.Вертикальная плоскость

Ч а)определяем

опорные

реакции,И:

-п. с ^±-р и^, ).п , .п.п

Jaii2-FrilLi^k)

in^

-U)f-Qj2

'^п^Ч

(-б)

1-6

и)f<Ay

1^ )

lM2=0,Fa,-j-FnLrRByi6-'0>RBy---\

ПроЬерка-

1У^0;

%у-^^ву'^п''^

5)строим эпюру изгибающих моментоб относительно

оси

б характерных сечениях 1.3^

Им'•

•

%'Faiz '>'^X2=4i-J'^n ЦуМхз'О.

Горизонтальная плоскость

а)определяем опорные

реакции, Н- Fi^{Lf+Lg)+Ff^Lf^

Щ =0i Ft,iLjn,)-RM

L5*FM

LM=0-,

/?«= Т^ >

'O-.Ft,

LrRBxLB*F„(Ls4f,HiRsx^ Ftiti^F„(LsH„)

ПроЬерка••

IX-O;

Ft^-R^-^Rg^-F^'O.

строим

эпюру изгибающих моментоб

относительно

оси

Ь характерных сечениях

Ы.Нм-

Wyi

=0; My2=Fti

Lj;

Myi,

=0j Myj-

-/>,

t„.

5.Строим эпюру крутящих моментоб,Нм- f^K-f^z'hiY

4Определяем суммарные радиальные реакции,И-

RA=^^}

/?в=1/«вЙ4

•

5.0првделяем суммарные изгибающие моменты

6 наиболее нагруженных сечениях,Им

М2=уМх1-^Му2

Afj=A/^j.

RA,H

RBM

М2,Нм

4634

2447

112,56

50,24

ЬИзМист]

Ыдокум.

Подпшт

т[.505мошз

Рис.

8.3. Пример расчетной схемы быстроходного вала конического одноступенчатого редуктора

MylHMJ

MJH-M)

275И

Rs2=591H

/^'^^4A

M^^^-^Af/

Ra2^5175H

12'

'\Rrf670H

Т^РШ

^rf^^^^^

Подшипник 56506

ВЮпредепение реакций

подшипниках

Построение эпюр изгибающих

крутящих

моментоб (быстроходный

бал)

Дано: FtrWOHiFrrlBlO^Fa^ugOOH-^Ff^^dSlHitii^OMMylb^O/^M

)LM'0044^

1 Вертикальная плоскость

а)

определяем

опорные

реакции,

Н^

IMyOrRAyis^Fafj-Fn^^O,

R,y= °^ f^ '[ '^ ,

lMi=0,

Fnj-^FaT^-RBy

L^=0]

Rgy-

ц •

ПроЬерка-iy^O; RBy-Fn'RAy^Oi

б)

строим эпюру

изгибающих

моментов

относительно

оси

характерных

сечениях

5,Им-

Мх1

=0;

Мх2=-Яду

^х5=0)

М^г

'Rey

Y '

Горизонтальная

плоскость

а)

определяем

опорные

реакции,

Н-

Щ-0-,FMiM^rt^Y'RAX

1Б=0\

RAX

[, '^ >

lMr0i%xt5-^F,(i,H,)=Q-,R^:/tl&^

Проберка-

IX=Oi

RAX'^^BX-FH^FM^O

;

строим эпюру

изгибающих моментоб относительно

оси У

характерных

сечениях

1..4,Нм'

Myr.0'^My2--RA)iY'^y^'^if^y3^

^м

f-n

Строим

эпюру крутящих

моментоб,Н-м-

Мц=М2-

^.Определяем суммарные радиальные реакции,И

RA-)/RJ^,

ч=\тЩ.

Определяем

суммарные изгибающие моменты

b наиболее нагруженных сечениях,Им•

^2=У^хг

*^уг

у ^з ^^уз

•

= М

ии^

\R^,H

h,H-M

\м^

670

1В93

202,7

23АЬ

\ш^ип\

NdOHijM

Подп

уд!с

АШ.Ш544.Ш]

Уист

Рис.

8.4.

Пример расчетной схемы быстроходного вала червячного одноступенчатого редуктора

Определить реакции в опорах предварительно выбранных под-

шипников вала в вертикальной и горизонтальной плоскостях, со-

ставив два уравнения равновесия плоской системы сил.

Определить суммарные радиальные реакции опор подшип-

ников вала, например, /?д= л^Ж^^ТЖ^, Н, где R^^ 7?д^, — соответ-

ственно реакции в опоре подшипника

У1

горизонтальной и верти-

кальной плоскостях и т. п.

8.2. Построение эпюр изгибающих

крутящих моментов

Расчеты в вертикальной плоскости:

а) определить реакции в опорах окончательно принятых подшип-

ников, составив два уравнения равновесия плоской системы сил

(см.

11.3, п. 1);

б) определить значения изгибающих моментов по участкам,

составив уравнения изгибающих моментов (см. 11.3, п. 2);

в) построить в масштабе* эпюру изгибающих моментов в цвете

координатной оси (см. 8.1, п. 1); указать максимальный момент

(см.

рис. 8.1...8.4).

Расчеты в горизонтальной плоскости выполнить так же, как в

вертикальной.

Определить крутящий момент на валу и построить в масштабе его

эпюру (см. табл. 2.5). Знак эпюры определяется направлением

момента от окружной силы

/j,

если смотреть со стороны выходного

конца вала (см, 11.3, п. 2).

Определить суммарные реакции опор подшипников вала (см.

8.1,

п. 5; 11.3, п. 3).

Определить суммарные изгибающие моменты в наиболее на-

груженных сечениях вала: Af^,.,,=V

A/J

+ MJ, Н-м, где М, и Л/^—соот-

ветственно изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной

плоскостях.

6. Составить схему нагружения подшипников (см. 9.3).

Составить таблицу результатов (см. рис. 8.1...8.4).

Характерные ошибки:

Неправильно выполнена расчетная схема вала в соответствии с силовой схе-

мой нагружения валов.

Неправильно составлены уравнения равновесия и уравнения изгибающих мо-

ментов. Ошибка в знаках моментов и проекций.

Несоразмерность единиц моментов и длин участков вала при расчетах.

Неправильные вычисления.

Не соблюдены требования ЕСКД при выполнении расчетной схемы и эпюр в

изометрии.

6. Неточно составлены схемы нагружения подшипников.

* Масштаб эпюры моментов

/а

Нм/мм, определяется отдельно для каждой

эпюры в зависимости от значения момента (М, Т) и показывает количество Нм

в 1 мм эпюры.

139