- •В.А. Жулай, д.Н. Дегтев
- •Введение
- •Общие сведения о проектировании и конструировании
- •1.1. Основные понятия и обозначения
- •1.2. Цели и задачи курсового проектирования
- •1.3. Организация курсового проектирования
- •1.4. Требования к изделиям. Общие принципы и порядок проектирования
- •Кинематический расчет привода
- •2.1. Выбор электродвигателя
- •2.2. Расчет кинематических и силовых параметров привода
- •Расчет зубчатых передач
- •Выбор материалов и видов термической обработки зубчатых колес
- •. Определение допускаемых напряжений и коэффициента нагрузки
- •Значения пределов контактной выносливости зубьев
- •Учет режима нагружения при определении допускаемых напряжений
- •Значения коэффициентов эквивалентности
- •Значения пределов изгибной выносливости зубьев
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется аналогично:
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность равен по (3.12):
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется по формуле (3.20):
- •. Расчет цилиндрических зубчатых передач
- •Расчет цилиндрической редукторной пары
- •Предварительные основные размеры колеса:
- •Размеры заготовок
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Предварительные основные размеры колеса
- •Число зубьев шестерни и колеса
- •Фактическое передаточное число
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Расчет открытой передачи
- •Предварительные основные размеры колеса
- •Фактическое передаточное число
- •Окружная сила в зацеплении, н,
- •Силы, действующие в зацеплении
- •3.4. Расчет конических зубчатых передач
- •3.4.1. Расчет конической редукторной пары
- •Модуль передачи
- •Относительное смещение xe1 прямозубых шестерен
- •Размеры заготовки колес
- •Напряжение изгиба в зубьях колеса, мПа,
- •Фактическое передаточное число
- •Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •Проверка зубьев колес по напряжениям изгиба
- •Напряжение изгиба в зубьях колеса, мПа,
- •3.4.2. Силы, действующие в конической передаче
- •3.5. Расчет планетарных передач
- •Кинематический расчет
- •Соседства:
- •Силовой расчет
- •Для сателлитов, с учетом количества зацеплений
- •3.5.3. Расчет нагрузок, действующих на валы и опоры
- •Радиальная реакция опоры подшипника сателлита
- •Кинематический расчет
- •Соседства:
- •Силовой расчет
- •Коэффициент нагрузки в расчетах на контактную прочность равен из (3.12)
- •Коэффициент нагрузки при расчете по напряжениям изгиба определяется по формуле (3.20)
- •Проверочные расчеты Проверка зубьев колес по контактным напряжениям
- •Окружная сила в зацеплении (по (3.92), н
- •Расчет червячных передач
- •Выбор материалов червячных пар
- •Основные механические характеристики материалов для червячных колес
- •Значения коэффициентов эквивалентности для червячных передач
- •Расчет основных параметров червячной передачи
- •Проверочный расчет передачи на прочность
- •Тепловой расчет
- •Силы в зацеплении
- •Расчет основных параметров
- •Проверочный расчет передачи на прочность
- •Силы в зацеплении
- •Расчет ременных передач
- •Расчет плоскоременных передач
- •Выбор типа ремня
- •Расчет геометрических параметров плоскоременной передачи
- •Расчет на прочность плоскоременной передачи
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры плоскоременной передачи
- •Расчет клиноременных передач Общая характеристика клиноременной передачи
- •Размеры клиновых ремней по гост 1284.1 – 89 и гост 1284.3 – 96
- •Порядок проектного расчета клиноременных передач
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры клиноременной передачи
- •Расчет передач с поликлиновыми ремнями
- •Уточняем передаточное число:
- •Основные параметры поликлиноременной передачи
- •Силы, действующие на валы ременной передачи
- •Для плоскоременной передачи
- •Шкивы ременных передач
- •Расчет цепных передач Типы и условия работы приводных цепей
- •5.1. Расчет параметров цепной передачи
- •Допускаемое давление в шарнирах роликовых цепей [рц], н / мм 2
- •5.2. Силы, действующие на валы цепной передачи
- •5.3. Звездочки для пластинчатых роликовых цепей
- •Основные параметры передачи роликовой цепью
- •6. Конструирование редукторов
- •6.1. Проектный расчет валов
- •Предварительный выбор подшипников качения
- •6.2. Эскизная компоновка редуктора
- •Проверочный расчет валов
- •6.3.1. Расчет вала на статическую прочность
- •6.3.2. Расчет вала на усталостную выносливость
- •Определение реакций в опорах в горизонтальной плоскости
- •В вертикальной плоскости
- •Расчет на статическую прочность Максимальное нормальное напряжение
- •Расчет вала на усталостную выносливость
- •6.4. Расчет шпоночных и шлицевых соединений
- •6.4.1. Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений
- •6.4.2. Расчет шлицевых соединений
- •Подбор подшипников качения
- •Поля допусков отверстий под подшипники
- •Реакции от сил в зацеплении
- •В горизонтальной плоскости
- •6.6. Смазывание передач и подшипников качения редукторов
- •Трансмиссионные масла
- •Классификация трансмиссионных масел
- •7. Содержание и оформление конструкторской документации курсового проекта
- •7.1. Виды конструкторских документов, их обозначение
- •Основные надписи
- •7.2. Расчетно-пояснительная записка
- •Расчетно-пояснительная записка
- •7.3. Спецификация
- •7.4. Библиографический список
- •7.5. Графические документы
- •8. Применение прикладных программ расчетов узлов и деталей машин
- •8.1. Примеры расчета передач с использованием программы amp Win Machine в модуле amp Trans
- •8.1.1. Расчет цилиндрической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета цилиндрической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •8.1.2. Расчет конической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета конической прямозубой передачи в модуле amp Trans
- •8.1.3. Расчет червячной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета червячной передачи в модуле amp Trans
- •8.1.4. Расчет плоскоременной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета плоскоременной передачи в модуле amp Trans
- •8.1.5. Расчет клиноременной передачи в модуле amp Trans
- •Результаты расчета клиноременной передачи в модуле amp Trans
- •8.2. Пример расчета вала по усталостной прочности с использованием программы amp Win Machine в модуле amp Shaft
- •Результаты расчета тихоходного вала косозубой передачи цилиндрического редуктора в модуле amp Shaft
- •9. Технические задания на курсовой проект
- •Заключение
- •Библиографический список
- •Приложения
- •Технические данные двигателей серии 4а
- •Продолжение табл. П.4
- •Продолжение табл. П.4
- •С короткими цилиндрическими роликами (из гост 8328 – 75)
- •Подшипники роликовые конические однорядные (из ту 37.006.162 – 89)
- •Оглавление
- •3 94006 Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
Размеры клиновых ремней по гост 1284.1 – 89 и гост 1284.3 – 96
Сечение |
Размеры, мм |
Площадь сечения, А, мм2 |
Масса 1 м длины, кг / м |
Предельные длины, Lp, мм |
L = Lp – Lвн |
Минимальный диаметр шкивов, dp min, мм |
||
Wp |
W |
h |
||||||
О(Z) А(A) Б(B) В(C) Г(D) Д(E) Е(EO) |
8,5 11,0 14,0 19,0 27,0 32,0 42,0 |
10 13 17 22 32 38 50 |
6,0 8,0 11,0 14,0 19,0 23,5 30,0 |
47 81 138 230 476 692 1172 |
0,06 0,10 0,18 0,30 0,60 0,90 1,52 |
400 … 3150 560 … 4500 630 … 6300 1800 … 10000 3150 … 15000 4500 … 18000 6300 … 18000 |
25 33 40 59 76 95 120 |
63 90 125 200 315 500 800 |
Примечания: 1. Lp – расчетная длина ремня на уровне нейтральной линии; Lвн – внутренняя длина ремня по меньшему основанию.
2. Стандартный ряд длин Lp: 400, 450, 500, 560, 630, 710, 800, 900, 1000, 1120, 1250, 1400, 1600, 1800, 2000, 2240, 2500, 2800, 3150, 3550, 4000, 4500, 5000, 5600, 6300, 7100, 8000, 9000, 10000, 11200, 12500, 14000, 16000, 18000.
В зависимости от наработки ремни каждого сечения делятся еще на четыре класса.
Кинематическая схема открытой клиноременной передачи (см. рис. 4.1) аналогична схеме плоскоременной передачи с тем существенным отличием, что габариты ее значительно меньше.
Межосевое расстояние принимают в диапазоне, мм,
; , (4.11)
где d1 и d2 – расчетные диаметры шкивов.
Длину ремня Lр определяют по формуле (4.2), округляют до ближайшего стандартного значения по табл. 4.5 и затем уточняют межосевое расстояние по формуле
, (4.12)
где Lp – расчетная длина ремня, измеряемая по нейтральному слою;
; .
Угол обхвата ремнем малого шкива при вычисляют по формуле (4.3), а при по следующей формуле:
. (4.13)
Минимальный угол обхвата рекомендуется брать не менее 90 ○.
Для установки и замены ремней должна быть предусмотрена возможность уменьшения межосевого расстояния на 2 % при длине ремней до 2 м и на 1 % при длине ремней свыше 2 м.
Для компенсации отклонений от номинала по длине ремня и его удлинения во время эксплуатации должна быть предусмотрена возможность увеличения а на 2,5 % от длины ремня.
Регулирование межосевого расстояния осуществляется установкой электродвигателя с ведущим шкивом на салазках или на шарнирной плите. В случае необходимости допускается установка натяжных устройств.
Сечение ремня выбирают в зависимости от расчетной передаваемой мощности Р и частоты вращения по номограмме (рис. 4.3). Не отмеченные на ней ремни сечением О применяют для передач мощностью до 2 кВт, а сечением Е – для передач мощностью свыше 200 кВт в курсовом проектировании не используются.
Расчетную передаваемую мощность вычисляют по формуле
, (4.14)
где Сдр – коэффициент динамичности и режима работы (табл. 4.6).
Рис. 4.3. Номограмма для выбора сечения клинового ремня
Таблица 4.6
Значения коэффициентов Сдр динамичности нагрузки и режима работы
для клиновых ремней в приводах промышленного оборудования по ГОСТ 1284.3 – 96
Условия работы |
Типы машины |
Тип двигателя |
Значения Сдр при числе смен работы |
||
1 |
2 |
3 |
|||
Режим легкий. Нагрузка спокойная. Кратковременная нагрузка – до 120 % от номинальной |
Станки с непрерывным процессом резания. Центробежные насосы и компрессоры. Ленточные конвейеры, легкие грохоты и др. |
I II |
1,0 1,1 |
1,1 1,2 |
1,4 1,5 |
Режим средний. Умеренные колебания. Кратковременная нагрузка – до 150 % от номинальной |
Станки фрезерные, поршневые компрессоры и насосы. Цепные и пластинчатые транспортеры, элеваторы. Тяжелые грохоты, вращающиеся печи и др. |
I II |
1,1 1,2 |
1,2 1,4 |
1,5 1,6 |
Режим тяжелый. Значительные колебания нагрузки. Кратковременная нагрузка – до 200 % от номинальной |
Станки строгальные, долбежные, деревообрабатывающие. Конвейеры винтовые, скребковые. Дорожные машины и др. |
I II |
1,2 1,3 |
1,3 1,5 |
1,6 1,7 |
Режим очень тяжелый. Ударная нагрузка. Кратковременная нагрузка – до 300 % от номинальной |
Подъемники, экскаваторы. Прессы винтовые эксцентриковые с легким маховиком. Ножницы, молоты, мельницы, дробилки. Горные, строительные и др. машины |
I II |
1,3 1,4 |
1,5 1,6 |
1,7 1,8 |
Примечания: 1. Тип двигателя I – значения Сдр указаны для передач от электродвигателей переменного тока общепромышленного применения, двигателей постоянного тока шунтовых и от двигателей внутреннего сгорания с четырьмя цилиндрами и более.
2. Тип двигателя II – значения Сдр для передач от электродвигателей постоянного тока и двигателей внутреннего сгорания с двумя или тремя цилиндрами.
Расчетные диаметры шкивов для клиновых ремней должны быть не меньше минимальных значений dр, указанных в табл. 4.5.
В целях повышения срока службы ремней рекомендуется применять шкивы с диаметром d1 > dmin на 1 … 2 размера из стандартного ряда, мм: 63; 71; 80; 90; 100; 112; 125; 140; 160; 180; 200; 224; 250; 280; 315; 355; 400; 450; 500; 560; 630; 710; 800; 900; 1000; 1120; 1250; 1400; 1600; 1800; 2000; 3150; 3550; 4000.
Проверяют предельно допустимую скорость ремня, которая не должна превышать 30 м / с.
Расчетный диаметр большего шкива d2 определяют предварительно без учета скольжения, округляют до ближайшего стандартного значения и определяют передаточное отношение с учетом скольжения s ≈ 0,01 по формуле (4.5), уточняют передаточное число и проверяют величину его отличия от заданного.
Расчетные диаметры шкивов d1 и d2 должны быть округлены до стандартных значений по ряду предпочтительных чисел R40. Под расчетным диаметром шкива понимают диаметр цилиндра, по которому располагается нейтральный слой ремня (по центру корда).
Число клиновых ремней для передачи заданной номинальной мощности Рном, кВт, определяют по формуле
, (4.15)
где Р0 – номинальная мощность, допускаемая для передачи одним ремнем определенного сечения и длины при угле обхвата и спокойном режиме работы, кВт (табл. П.6);
Сα – коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата α1:
|
220; |
200; |
180; |
170; |
160; |
150; |
140; |
130; |
120; |
100; |
90; |
Сα |
1,08; |
1,04 |
1,0; |
0,98; |
0,95; |
0,92; |
0,89; |
0,86; |
0,82; |
0,73; |
0,68; |
СL – коэффициент, учитывающий влияние длины ремня (табл. П.7);
Сz – коэффициент, учитывающий число ремней в комплекте (по ГОСТ 1284.3–96):
z…………… |
1; |
2; |
3; |
4; |
5; |
≥ 6; |
Cz…………… |
1; |
0,83; |
0,80 |
0,78 |
0,77; |
0,75. |
С увеличением числа ремней возрастают затруднения в монтаже и эксплуатации передачи. На практике часто ограничивают z ≤ 8, лучше если z ≤ 4. Если по расчету получается большее число ремней, то для его снижения переходят на большее сечение или предусматривают шкивы большего диаметра.
Номинальная мощность, допускаемая для передачи одним ремнем Р0, зависит от сечения ремня, его длины и класса, диаметра и частоты вращения меньшего шкива, передаточного числа. Полностью таблицы значений Р0 приведены в ГОСТ 1284.3–96. Из-за ограниченности объема, полностью привести их в данном пособии не представляется возможным. Поэтому для учебных целей в табл. П.6 представлены выборки значений Р0 для ремней 0, I и II классов.
Натяжение ветви одного ремня S0, Н, определяют по формуле
, (4.16)
где Рном – номинальная передаваемая мощность, кВт;
Сдр, СL и Сα – коэффициенты, значения которых указаны выше, при этом принимают Ср для односменной работы;
υ – скорость ремня, м/с;
– коэффициент, учитывающий снижение усилия прижатия ремня к шкиву под действием центробежных сил; его значение, Н ∙ с2 / м2, принимают в зависимости от сечения ремня.
Для клиновых ремней:
сечение…… |
О (Z); |
А (A); |
Б (B); |
В (C); |
Г (D); |
Д (E); |
Е (EO); |
………… |
0,06; |
0,1; |
0,18; |
0,3; |
0,6; |
0,9; |
1,5. |
Для поликлиновых ремней:
сечение….. |
К; |
Л; |
М; |
……….. |
0,009; |
0,045; |
0,16. |