Пояснительная записка 1111111


1. Описание работы устройства
Спецификация:
Вал,
Вал,
Вал,
Подшипник скольжения,
Втулка,
Зубчатое колесо,
Зубчатое колесо,
Зубчатое колесо,
Зубчатый блок,
Зубчатый блок,
Зубчатый блок,
Зубчатый блок,
Корпус,
Крышка,
Крышка,
Болт,
Подшипник качения.
Вал 2 опирается на стенку корпуса 13 через втулки (подшипники скольжения). На валу 2 расположены зубчатый блок 10 и зубчатый блок 11. Вал 3 опирается на стенку корпуса 13 через подшипники качения. На валу 3 расположены зубчатое колесо8, зубчатый блок 12 и зубчатый блок 9 по шпоночному соединению с фиксацией винтом. Вал 1 опирается на стенку корпуса 13 через втулки 5 и 4 (подшипники скольжения). На валу 1 расположены зубчатое колесо 6 зубчатое колесо 7.
Вращение от вала 2 через шестерни 10 и 12 передается на вал 3, который в свою очередь передает вращение на шестерни 9 и 7 на вал 1 и шестерню 6.
Крышка 15 закрывает узел вала3 и подшипника качения 17. Крышка 14 закрывает узел вала 3, которая закрепляется с помощью болта 16.
2. Расчет посадок подшипников качения
1. Подшипник качения 17 – шариковый радиальный однорядный. Внутренний диаметр (сопряжение 17-3) ø75 , наружное кольцо ( сопряжение 13-17) ø115. Подшипник: 1000908 сверхлегкая серия. Класс точности подшипника: 0.
2. Виды нагружения колец:
Наружное кольцо: испытывает местное нагружение кольца.
Внутреннее кольцо: испытывает циркуляционное нагружение кольца.
3. Окружная скорость вращения циркуляционно нагреженного кольца
V= 5 м/c.
4. Определение числа оборотов в минуту:
n=60∙vπ∙d;
где v-окружная скорость, м/с;
d – делительный диаметр шестерни 9, м;
d=z∙m= 60∙ 5= 300мм=0,3 м
где z-число зубьев, m-модуль зубчатого колеса.
n=60∙vπ∙d=5∙603,14∙0,3=318,47обмин .5. По полученному значению n определяем коэффициент вращения
fn = 0,471.
6. Определение коэффициента динамического нагружения fd , учитывающий безопасность и надежность работы механизма:
fd = 3.
7. Расчет динамическую грузоподъемности подшипника C(H) по приближенной нагрузке P, указанной в задании, по формуле:
С=fdfn ∙P=30,471∙1000=6369,42 H.Отношение P/C = 0,157 определяет режим работы подшипника в диапазоне P/C ≥ 0,157 т. к. 0,157 входит в этот промежуток, то режим тяжелый.
8. Посадка колец подшипников.
Наружное кольцо: ø115H7l0, (узлы трения общего машиностроения, редукторы, тяговые электродвигатели, сельхозмашины).
Внутреннее кольцо: ø75L0k6.
9.Схемы полей допусков:
H7
Наружное кольцо +35

l0


dн=115 -15
Внутреннее кольцо
k6
+21
+2
L0

dн=75 -15
Результаты расчетов
Параметры,
мм Соединения
Ø115H7l0Ø75L0k6Отверстие
ES
EI
Dmax
Dmin
TD 0,035
0
115,035
115
0,035 0
-0,015
75
74,985
0,015
Вал
es
ei
dmax
dmin
Td 0
-0,015
115
114,985
0,015 0,021
0,002
75,021
75,002
0,019
Зазор Smax
Smin 0,5
0 _____
Натяг Nmax
Nmin ______ 0,036
0,002
Допуск посадки 0,05 0,034
Таблица 1.
3. Расчет посадки с зазором

Подшипник скольжения 4 монтируется на вал 1.
1.Определение среднее удельное давление;
p=Rl∙d ,
где d – номинальный диаметр соединения, мм.
d=76мм=0,076 м;
l – длина сопряжения,
l=d=0,076 м;
R – нагрузка на опору, R=1000H.
p=10000,076∙0,076∙106=0,173∙106Hм2;2. Определение угловой скорости вращение вала;
ωв=2∙Vкm∙zк ,где Vк = 5 м/с – окружная скорость зубчатого колеса,
zк = 40 – число зубьев зубчатого колеса,
m = 5 мм – модуль зубчатого колеса.
ωв=2∙540∙5∙10-3=50∙103c-1;
3. По таблицам справочника выбрать динамическую вязкость масла μ .
μ=29,7∙10-3H∙cм2;4. Расчет величины Ah, зависящая от эксцентриситета X и отношения ld .
Толщина масленого слоя hmin;
hmin=24RaD+4Rad+2∙10-6=24∙0,8+4∙0,8+2=13,6∙10-6м;Ah=2∙(hmin)d∙μ∙ωp=2∙13,6∙10-676∙10-3∙29,7∙50∙10-30,17∙106=0,12.5. Используя найденное по справочнику [3, табл. 2.68] значение Ah, определяются предельные и оптимальные значения относительного эксцентриситета xmin, xmax, xопт.
xmax=0,996. Расчет величины предельных эксплуатационных и оптимальных зазоров
[Smin]=2,857∙hmin∙AxAh,где Ax=0,279[Smin]=2,857∙13,6∙10-60,2790,122=88.7,∙10-6м.Smax=2∙hmin1-xmax=2∙13,6∙10-61-0,99=2720∙10-6м.7. Выбор стандартной посадки так, чтобы выполнялись следующие условия:
Smin≥Smin; Smin≥88,7∙10-6м.Smax<Smax-8∙RaD+Rad=2720∙10-6--80,8+0,4=2710∙10-6м,Smax<2710,4∙10-6м.Из данного условия предпочтительной посадкой является: ø76H7d81461008. Схема полей допусков.
H7
+30

d8
-100
dн=76
-146
4. Расчет посадок с натягом
Сопряжение 13-4 (корпус и подшипник скольжения).
1.Определение минимального удельного давления:
pmin=2∙Mкπ∙d2∙l∙f ;где f-коэффициент трения равный 0,15; Mк-крутящий момент равный 500 H∙м;
d-диаметр номинальный равный 0,09м;
l-длина сопряжения равная 1м.
pmin=2∙5003,14∙90∙100∙0,15∙10-9=0,26∙107Hм2.2. Расчет наименьшего натяга.
Nmin'=pmin∙d∙c1E1-c2E2;где E1и E2 – модули упругости материалов,
c1и c2 – коэффициенты Ляме, определяемые по формулам

c1=1+(d1d)21-(d1d)2-μ1; c2= 1+(dd2)21- (dd2)2+μ2.
здесь μ1 и μ2 – коэффициенты Пуассона,
d1 – внутренний диаметр охватываемой детали, равный 76мм;
d2- наружный диаметр охватывающей детали, равный 150мм.
c1=1+(7690)21-(7690)2-0,3=5,64c2= 1+(90150)21- (90150)2+0,3=2,42Nmin'=0,26∙107∙90∙10-3∙5,642∙1011-2,422∙1011=14,4∙106м.3. Определение величины минимального допустимого натяга:
[Nmin]=Nmin'+γш+γп,где γш- поправка, учитывающая смятие неровностей контактных поверхностей деталей при образовании соединения;
γш≈5∙RaD+Rad≈5∙1,6+3,2≈24∙10-6м.RaD=1,6 мкм; Rad=3,2 мкм.γп- добавка, компенсирующая уменьшение натяга при повторных запрессовках, γп=10÷15 мкм.
[Nmin]=14,4∙10-6+24∙10-6+10∙10-6=48,4∙10-6м.4. Определение максимального допустимого удельного давления pmax.Принимается наименьшее из двух значении:
p1=0,58∙σT11-d1d2; p2=0,58∙σT2∙[1- (dd2)2]где σT1 и σT2- предел текучести материалов охватываемой и охватывающей деталей.
p1=0,58∙14∙107∙1-(7690)2=2,32∙107Hм2,p2=0,58∙36∙107∙1- (90150)2=13,36∙107Hм2,pmax=p2=13,36∙107Hм2.5. Определение величины наибольшего расчетного натяга Nmax'(м).
Nmax'=pmax∙ d∙c1E1+c2E2=13,36∙107∙90∙10-3∙∙5,642∙1011+2,422∙1011=1276,29∙10-6м.6. Определение величины максимального допустимого натяга с учетом поправок [Nmax].[Nmax]= Nmax'∙γуд+γш;где γуд- коэффициент удельного давления равный 0,9.
[Nmax]= 1276,29∙10-6м∙0,9+24∙10-6=1172,6∙10-6м.7. Выбор стандартной посадки.
Nmax≤[Nmax]; Nmin>[Nmin].Nmax≤1172,6∙10-6м, Nmin>48,4∙10-6м.Из данного условия предпочтительной посадкой является: ø90H7t68. Схема полей допусков
t6
0,113

0,093
H7
+35

dн=90
5. Выбор посадок остальных соединений
1. Сопряжение корпуса 1 и втулки 5 ø74.
Предпочтительной посадкой является ø74 H7k6 k6

H7
+30 +21
+2


dн=74
2. Сопряжение корпуса 13 и крышки 15 ø115.
Предпочтительной посадкой является ø115 H7d11
H7
+30

d11
dн=55 -120
-340
3. Сопряжение зубчатого колеса 9 и вала 3 ø75.Предпочтительной посадкой является ø75H7k6.

H7
+30
k6
+21
+2

dн=75
6. Расчет гладких калибров
1. Определение предельных размеров отверстия и вала с учетов предельных отклонений по ГОСТ 25347.
Dmax=80,035мм, Dmin=80мм;dmax=80,021мм, dmin=80,002мм.
2. Выбор величины Z, H и Y для калибров-пробок, и H1, Z1 и Y1 для калибров-скоб.
Для отверстия: Z=4, H=5, Y=3.
Для вала: Z1=4, H1=5, Y1=3.
3. Построение схем полей допусков калибров для отверстия и вала.
НЕ
Схема отверстия H
H7
+30
ПР


Y
Z


H
D=74 Dmin=74 Dmax=74,03
Схема вала Z H Y

k6
+21
ПР




НЕ

+2

H
D=74 Dmin=74,002 Dmax=74,021
4. Расчет предельных размеров калибров согласно соответствующей схеме полей допусков:
а) калибр-пробка:
ПРmax=Dmin+Z+H2=74+0,004+0,0052=74,0065 мм;ПРmin=Dmin+Z-H2=74+0,004-0,0052=74,0015 мм;ПРизн=Dmin-Y=74-0,003=73,997 мм;НЕmax=Dmax+H2=74,03+0,0052=74,0325 мм;НЕmin=Dmax-H2=74,03-0,0052=74,0275 мм.Исполнительные размеры калибра-пробки:
ПРисп=ПРmax-H=74,0065-0,005мм;НЕисп=НЕmax-H=74,0325-0,005мм.б) калибр-скоба:
ПРmax=dmax-Z1+H12=74,021-0,004+0,0052=74,0195мм;ПРmin=dmax-Z1-H12=74,021-0,004-0,0052=74,0145мм;ПРизн=dmax+Y1=74,021+0,003=74,024;НЕmax=dmin+H12=74,002+0,0052=74,0045мм;НЕmin=dmin-H12=74,002-0,0052=74,9995мм.Исполнительные размеры калибра-скобы:
ПРисп=ПРmin+H1=74,0145+0,005мм;НЕисп=НЕmin+H1=73,9995+0,005мм.7. Выбор точности резьбового соединения
Резьба М12.
1. Определение среднего и внутреннего диаметра резьбы:
Шаг резьбы P=1 первый ряд предпочтительности .
dD=12 мм; d2D2=d-2+0,350=12 – 1 + 0,350 = 11,35 мм;
d1D1=d-3+0,294= 12 – 2 + 0.917 = 10.917 мм.
2. Назначение класса точности резьбы и выбор поля допусков наружной и внутренней резьбы:
Класс точности: Cредний.
Поля допусков: М12: 6H6g3. Определение предельных отклонений номинального dD, среднего d2D2, внутреннего d1D1 диаметров наружной и внутренней метрической резьбы по справочнику Мягкова, полученные данные представлены в таблице 2.
Результаты расчетов
Параметры резьбы Болт Гайка
d d2d1D D2D1Номинальный
диаметр 12 11,35 10,917 12 11,35 10,917
Отклонения
верхнее
нижнее -26
-206 -26
-144 -26
Не норм Не норм
0 160
0 160
0
Диаметры
наиб.
наим. 11,974
11,794 11,974
11,856 11,974
Не норм Не норм
12 11,19
11,35 10,917
10,681
таблица 2.
4. Схемы полей допусков и эскизы профиля наружной и внутренней резьбы:
Профиль резьбы гайки

P=1
D1=10,917+160 D2=11,35+160 D=12не менее
Профиль резьбы болта

d2=11,35-144-26 d1=10,917не более-26 d=12-206-266H

6H
+160 +236

6H
6g
6g
-26 -26 -26
D=d=12мм D2=d2=11,35мм D1= d1=10,917мм 6g
-206 -144
8. Выбор посадок шпоночных соединений
Сопряжение 6-1 ø74
b = 20 мм
h = 12 мм
Фаска Smax = 0,80
Smin= 0,60
Интервалы длин l от 56 до 220, l = 70 мм.
Глубина на валу: t1 = 7,5
t2 = 4,9
Радиус закругления или фаска: max = 0.6
min = 0.4
Выбираем вид шпоночного соединения: нормальное – неподвижные соединения, не требующие частых разборок, применяются в условиях серийного и массового производства.
Посадка для вала: N9;
для втулки: Js9.
Номинальные размеры, мм. Предельные размеры, мм.
Втулка Вал Шпонка
max min max min max min
Диаметр d = 74 74,03 74 74,021 74,002 - -
Ширина b = 20 20,026 19,974 20 19,974 20 19,948
Глубина паза
t1 = 7,5 t2 = 4,9 5,1 4,9 7,7 7,5 - -
Высота шпонки h = 12 - - - - 12 19,480
Длина шпонки и паза l - 70 - - 71,4 70 70 69,13
Таблица 3.
Js9
+26
h9

N9


-26
B=20 -52 -52
9. Выбор посадки шлицевых соединений
Сопряжение 2-11.
Способ центрирования.
Способ центрирования по d, т. к. применяется в подвижных шлицевых соединениях с точным центрированием.
Назначаем посадки по центрирующим размерам.
Выбираем посадку для размера d = 62H7f7 и строим поле допуска:
H7
+30

f7
d=62 -30
-60
D9
Для размера b = 12 посадка12D9h9:
+93
+50
d11


b=12
-43

для размера D = 72 посадка 72H12a11:
H7
+300

a11
dн =72 -360
-550
Параметры,
мм Втулка Вал
D d b D d b
Номинальный
размер 72 62 12 72 62 12
Отклонения:
верхнее: ES
нижнее: EI 0,3
0 0,03
0 0,093
0,05 -0,36
-0,55 -0,003
-0,006 0
-0,043
Размеры:
наибольший
наименьший 72,3
72 62,03
62 12,093
12,05 71,64
71,45 71,997
71,994 12
11,957
Таблица 4.
Условное обозначение: d-8×62H7/f7×72H12/a11×12D9/h9.
10. Выбор точности зубчатых передач
Сопряжение 9-7.
Скорость зубчатой передачи V = 5 м/с.
Принимаем 8 степень точности (средней точности).
Определяем величину гарантированного бокового зазора Jn min по формуле:
Jn min= Jn t + Ju ;
Температурный перепад t = 55 – 30 = 25.
d1 = m∙z9 = 5 ∙ 60 = 300;
d2 = m ∙ z7 = 5 ∙ 40 = 200;
a = d1 + d22 = 300+2002 = 250 мм.
Jnt= 250 ∙10-3(11∙10-655-20-10∙10-630-20)∙2sin20o = 48 мкм.
Jn = (10÷30)m.
Jn = 10m = 10 ∙5 = 50.
Jn min = 48+50 = 98.
Выбираем из справочника стандартный Jn min = 140.
По таблице определяем вид сопряжения B 5Определяем наибольший боковой зазор:
Jn max= 98+(200+200+2 ∙70)∙0,684= 467,36 мкм.
Определяем коэффициент fa=±70.Fr1= Fr2 = 71 мкм;
TH1= TH2= 200 мкм;
Из справочника 1,2 выбираем комплексы контроля зубчатых передач.
- кинематическая точность:
Frr1,2=71 мкм;
Fir1,2"=100 мкм;
Fvwr1,2=50 кмк;
Fior=62+54=116 мкм;
Fpr1=40 мкм;
Fpr2=32 мкм;
Fir1=40+22=62 мкм;
Fir2=32+22=54 мкм.
Нормы плавности работы
fir=50 мкм;
ffr=22 мкм;
fptr=±28 мкм;
fzkr=1,4 мкм;
fpbr=±26 мкм;
fzzor1=30 мкм;
fzkor=1,4 мкм.
Нормы контакта зубьев:
Fβr=45 мкм;
Fkr=56 мкм;
Fxr=45 мкм;
Fpxnr=±45 мкм.
Суммарное пятно контакта:
По высоте зубьев: 40%, по длине зубьев: 50%.
11. Расчет размерной цепи
Метод полной взаимозаменяемости:
Допуск замыкающего звена:
TA∆=EsA∆-EiA∆=0,97-0,15=0,82 мм=820 мкм.Число единиц допуска:
aср=TA∆j=1m-1i= 8206,87=119,35.Звено AjРазмер
Aj, мм Единица
допуска,
мкм ДопускTAj,
мкм Квалитет Предельные
отклонения,
мкм Координата
Середины
поля допуска EcAj, мкмпо пасчету после корректировки EcAjEiAjA178 1,86 190 190 11 190 0 95
A222 1,31 120 120 11 0 -120 -60
A314 1,08 110 260 13 0 -110 -55
A422 1,31 120 120 11 0 -120 -60
A520 1,31 130 130 11 0 -130 -65
Таблица 5.
По рассчитанному значению aср=119,35 выбираем ближайшее стандартное количество единиц допуска и квалитет:
Квалитет = 11, а = 100.
TA∆= j=1m-1TAj;820 = 190+120+110+120+130=670 мкм;
Принимаем корректирующее звено Ak=A3.
TAk= TA∆- j=1m-1-kTAj;TAk=820-190+120+120+130=260 мкм;
EcAj=EsAj-TAj2;EcA1=190-1902=95 мкм;
EcA2=0-1202=-60 мкм;
EcA4=0- 1202=-60 мкм;
EcA5=0-1302=-65 мкм;
EcA∆=970-8202=560 мкм.
EcAk=±j=1nEc(Aj)±n+1pEc(Aj)±EcA∆=95--60-65-60-560= -280 мкм;
EsAk=EcAk+TAk2; EiAk=EcAk-TAk2;EsAk=-280+2602=-150 мкм; EiAk=-260-2402=-410мкм.Проверка:
EsA∆=j=1nEc(Aj)-n+1pEc(Aj)+TA∆2;EiA∆=j=1nEc(Aj)-n+1pEc(Aj)-TA∆2;EsA∆=95--60-65-60-280+8202=970 мкм;
EiA∆=95--60-65-60-280-8202=150 мкм.
Метод неполной взаимозаменяемости:
Определяем среднее число единиц допуска составляющих звеньев:
aср=TA∆t∆∙j=1m-1λj2∙ij2 ,где t∆ - коэффициэнт риска, зависящий от принятого риска;
λ2- относительное среднее квадратическое отклонение.
Принимаем t∆=3 и λ2=19.aср=TA∆3∙19∙1,862∙1,312∙1,082∙1,312∙1,312=181,57.Принимаем а=160, квалитет = 12.
Звено AjРазмер
Aj, мм Единица
допуска,
мкм ДопускTAj,
мкм Квалитет Предельные
отклонения,
мкм Координата
Середины
поля допуска EcAj, мкмпо пасчету после корректировки EcAjEiAjA178 1,86 300 300 12 300 0 150
A222 1,31 120 120 12 0 -120 -60
A314 1,08 180 713,79 16 0 -180 -90
A422 1,31 120 120 12 0 -120 -60
A520 1,31 210 210 12 0 -210 -105
Таблица 6.
Определяем допуск исходного звена:
T 'A∆=t∆λ2j=1m-1TAj2;T 'A∆=3∙19∙3002+1202+1802+1202+2102=441,92;Так как TA∆>T 'A∆, то принимаем Ak=A3.
Допуск корректирующего звена:
TAk=TA∆2- jm-1-k(TAj)2∙t∆2∙λj2t∆2∙λj2;TAk=8202-(3002+1202+1202+2102)∙32∙1932∙19=713,79 мкм;EcAj=EsAj-TAj2,EcA1=300-3002=150 мкм;
EcA2=0-1202=-60 мкм;
EcA4=0- 1202=-60 мкм;
EcA5=0-2102=-105 мкм;
EcA∆=970-8202=560 мкм.
EcAk=±j=1nEc(Aj)±n+1pEc(Aj)±EcA∆=150--60-65-105-560= -185 мкм
EsAk=EcAk+TAk2; EiAk=EcAk-TAk2;EsAk=-185+713,892=171,89 мкм; EiAk=-185-713,892=-541,89 мкм;Проверка:
EsA∆=j=1nEc(Aj)-n+1pEc(Aj)+TA∆2;EiA∆=j=1nEc(Aj)-n+1pEc(Aj)-TA∆2;EsA∆=150--60-65-105+8202=970 мкм;EiA∆=150--60-65-105-8202=150 мкм.Список используемой литературы
Белкин И.М. Допуски и посадки (Основные нормы взаимозаменяемости) – М. : Машиностроение, 1992 – 528 с.
Допуски и посадки : Справ. В 2-х ч. Ч. 2 / Под ред. В.Д. Мягкова. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние 1983 – 545 с.
Допуски и посадки : Справ. В 2-х ч. Ч. 1 / Под ред. В.Д. Мягкова. – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние 1983 – 447 с.

Приложенные файлы

  • docx 26768800
    Размер файла: 155 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий