Перевірковий розрахунок передачі на міцність

Визначаємо швидкість ковзання в зачеплені

де - колова швидкість на черв’яку, ;

- в метрах;

- кут піднімання (сходу) лінії витка ([37], с. 26, табл. 3.3.).

За таблицею 3.3 з [37] маємо

при

де - коефіцієнт деформації черв’яка.

Таким чином, отримавши уточнене значення , приймаємо вінець черв’ячного колеса з першої групи матеріалів – цинової бронзи БрО5Ц5С5 при відливі в кокіль з механічними характеристиками;

Визначаємо розрахункову контактну напругу за формулою (15.16) із [26], с. 346:

де - початковий діаметр черв’яка;

- коефіцієнт концентрації навантаження;

де - коефіцієнт деформації черв’яка;

- коефіцієнт режиму (див. [37], с. 26).

При заданому важкому режимі

- швидкісний коефіцієнт.

Знайдемо

Тоді , якщо

- пружна стала матеріалів тіл, які дотикаються ([26], с. 346).

Отже,

Коефіцієнт корисної дії передачі

Коефіцієнт корисної дії черв’ячної передачі

де - кут підняття лінії витка на початковому циліндрі;

- зведений кут тертя, який визначається експериментально. Кут приймають в залежності від швидкості ковзання

У відповідності з табл. 3.7. на сторінці 32, [37], приймаємо

Отже,

Тоді

8.8. Сили в зачепленні (рис. 8.2)

Колова сила на колесі дорівнює вісевій силі на черв’яку і має значення

Колова сила на черв’яку, яка дорівнює вісевій силі на колесі,

Радіальна сила

Для стандартного кута

Отже,

Перевірка зубців за напругами згину

Розрахункова напруга згину

де і - коефіцієнти навантаження ( ; див. вище);

і - в метрах;

Рис. 8.2. Сили в черв’ячному зачепленні

- коефіцієнт форми зубця, який приймають в залежності від , тобто

- еквівалентна колова сила на колесі,

де - коефіцієнт довговічності.

і коефіцієнт еквівалентності визначають за формулою для зубчастих передач з коефіцієнтом або приймають за таблицею 2.4
(ТО - гартування) на с.12 з [12]:

(режим І – важкий);

тоді

де (вираховано в п.8.6).

Тепловий розрахунок черв’ячної передачі

Черв’ячний редуктор у зв’язку з невеликим ККД і великим виділенням теплоти перевіряють на нагрівання. Потужність (Вт) на черв’яку

Температура нагріву мастила без штучного охолодження

,

де - коефіцієнт тепловіддачі; (більші значення при добрих умовах охолодження);

- приблизна площа поверхні охолодження корпуса;
- міжвісева відстань, м;

- коефіцієнт, який враховує відвід теплоти від корпуса редуктора в металічну плиту або раму;

- максимальна допустима температура нагрівання мастила.

Знаходимо

Приймаємо

Тоді

Таким чином немає необхідності в штучному охолодженні.

Порядок подання проекту на рецензію

І вимоги до його захисту

У відповідності до календарного плану виконання етапів курсового проекту студенти усіх форм навчання повинні вчасно подати свій проект на рецензію керівнику. Перед поданням на рецензування студент повинен зшити і підписати пояснювальну записку та підписати виконанні креслення. Тривалість рецензування курсового проекту керівником не перевищує
10 днів.

Студент заочної форми навчання висилає чи приносить особисто курсовий проект у деканат (заочний відділ). Секретар відділу (факультету) реєструє цей проект і віддає його для рецензування на кафедру. При цьому на титульному аркуші пояснювальної записки курсового проекту секретар відділу (факультету) ставить відповідний штамп і відмічає дати поступлення роботи у відділ (деканат) і передачі роботи викладачу для рецензування, а також дату повернення прорецензованого проекту у відділ (деканат). Студенти денної форми навчання приносять курсові проекти викладачу без їх реєстрації.

На титульному аркуші пояснювальної записки курсового проекту, виконаного задовільно, викладач пише “допускається до захисту”, на незадовільно виконаному – “не допускається до захисту”. Всі зауваження, рекомендації та вказівки по роботі керівник робить на звороті титульного аркушу записки та на кресленнях. Висновки та оцінка роботи приводяться тільки на титульному аркуші пояснювальної записки.

Прорецензований керівником курсовий проект повертається студентові для подальшого його захисту. Перед захистом студент повинен виправити помилки у проекті.

Захист курсового проекту відбувається у присутності комісії, яка складається із викладачів кафедри. Дні захисту курсових проектів оголошуються наперед, про що свідчить відповідне оголошення на дошці об’яв кафедри.

Студент кріпить свої креслення на дошці і робить коротку доповідь (до 5 хвилин) про результати проектування. У своїй доповіді студент відмічає: тему проекту, числові значення вихідних даних до проекту, обсяг розрахункової і графічної частин проекту та ін. Після доповіді студент повинен вірно відповісти на запитання членів комісії. При позитивних результатах захисту курсовий проект залишається у керівника проекту, а на титульному аркуші записки ставиться оцінка.

Перед захистом курсового проекту студентам рекомендується самостійно відповісти на наступні запитання:

1. Які деформації сприймають ділянки тихохідного вала від вихідного кінця до опори, від опори до січення під колесом, від січення під колесом до іншої опори? Те ж і для швидкохідного вала?

2. Як користуючись кресленням редуктора визначити його передаточне число?

3. У редуктор заливають певну кількість оливи. Чому потрібно контролювати рівень оливи під час експлуатації редуктора?

4. Як визначають рівень оливи?

5. Як розшифрувати умовне позначення вальниць котіння редуктора?

6. Як фіксується положення валів і коліс у редуктора?

7. Які напрямки обертання валів редуктора?

8. Який електродвигун застосовується і яка його марка?

9. Як змащуються вальниці котіння редуктора?

10. Що зроблено для поліпшення теплового режиму роботи редуктора?

11. Як виконується складання редуктора?

12. Назвіть основні геометричні і кінематичні параметри передачі редуктора?

13. З яких матеріалів виготовлено вали, зубчасті колеса, корпус і кришку редуктора?

14. Яку муфту підібрано і які її параметри?

15. За якими параметрами підбирають електродвигун для приводу?

16. Залежно від яких факторів слід вибирати кінематичну в’язкість оливи для редуктора?

17. Запишіть формули для визначення колової і радіальної сил, які діють на шестірню (черв’як) та колесо.

18. У чому полягає суть проектного розрахунку зубчастої (черв’ячної) передачі редуктора?

19. Що називається кроком та модулем зубців? Які кроки та модулі розрізняють у зубчастих колесах?

20. Які види розрахунків на міцність зубців циліндричних евольвентних передач передбачає стандарт?

21. Назвіть основні параметри черв’яка та запишіть формули для їхнього визначення?

22. Запишіть формули для визначення основних параметрів черв’ячного (зубчастого) колеса?

23. Назвіть основні матеріали для виготовлення елементів черв’ячної передачі та за якими рекомендаціями вибирають матеріал для виготовлення вінців черв’ячного колеса?

24. Чому для черв’ячних передач передбачають тепловий розрахунок? У чому полягає суть цього розрахунку?

25. У чому полягає суть розрахунку черв’яка на жорсткість?

26. У чому полягає суть розрахунку валів на статичну міцність?

27. У чому полягає суть розрахунку валів на втомну міцність?

28. У чому полягає проектний розрахунок валів?

29. Яка будова вальниць котіння?

30. У чому полягає суть підбору вальниць котіння за статичною вантажністю? Що таке статична вантажність?

Список літератури

1. Анурьев В.Н. Справочник конструктора-машиностроителя:
В 3-х т. Т.1. – М.: Машиностроение, 1982. – 736 с.

2. Анурьев В.Н. Справочник конструктора-машиностроителя:
В 3-х т. Т.2. – М.: Машиностроение, 1982. – 559 с.

3. Анурьев В.Н. Справочник конструктора-машиностроителя:
В 3-х т. Т.3. – М.: Машиностроение, 1982. – 576 с.

4. Баласанян Р.А. Атлас деталей машин: Навч. посібник для техн.
вузів. – Х.: Основа, 1996. –256 с.

5. Буланже А.В., Палочкина Н.В., Часовников Л.Д. Методические указания по расчету зубчатых передач редукторов и коробок скоростей по курсу «Детали машин», ч.1, ч.11. – М.: МВТУ
им. Баумана, 1980.

6. ГОСТ 12289-76. Передачи зубчатые конические. Основные параметры. – М.: Издательство стандартов, 1974.

7. ГОСТ 19624-76. Передачи зубчатые конические с прямыми зубьями. Расчет геометрии. – М.: Издательство стандартов, 1974.

8. ГОСТ 19326-89. Передачи зубчатые конические с круговыми зубьями. Расчет геометрии. – М.: Издательство стандартов, 1989.

9. ГОСТ 21354-87. Передачи зубчатые цилиндрические эвольвентные внешнего зацепления. Расчет на прочность. – М.: Издательство стандартов, 1988. – 128с.

10. Детали машин: Атлас / Под ред. Д.Н. Решетова. – М.: Машиностроение, 1988. – 370с.

11. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.: Высшая школа, 1990. – 399 с.

12. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей
машин. – М.: Высшая школа, 1985. – 416 с.

13. Заблонский К.И. Детали машин. – К: Вища школа, 1985. – 518с.

14. Зубчатые передачи: Справ. / Под ред. Е.Г. Гинзбурга. – Л.: Машиностроение, 1980. –416 с.

15. Иванов М.Н., Иванов В.Н. Детали машин. Курсовое
проектирование. – М.: Высшая школа, 1975. – 551с.

16. Иванов М.Н. Детали машин. – М.: Высш. шк., 1991. – 383 с.

17. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. В 2-х частях. Часть 1. – Х.: Вища шк., 1987. – 134 с.

18. Киркач Н.Ф., Баласанян Р.А. Расчет и проектирование деталей машин. В 2-х частях. Часть 2. – Х.: Вища шк., 1988. – 140 с.

19. Коновалюк Д.М. Гвинтові конвеєри. Навчально – методичний посібник. - Луцьк: ЛІІ, 1991. – 96 с.

20. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин. Методичні вказівки до виконання курсового проекту для студентів спеціальностей 6.090200 за напрямом “Інженерна механіка” денної та заочної форм навчання. – Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2004. – 100 с.

1. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин. Методичні вказівки до виконання курсового проекту на тему: “Проектування привода з черв’ячним редуктором і ланцюговою передачею” для студентів спеціальностей 6.090200 за напрямом “Інженерна механіка” заочної форми навчання. – Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2004. – 48 с.
2. Ковальчук Р.М., Коновалюк Д.М. Деталі машин. Методичні вказівки до виконання самостійної та курсової робіт на тему: “Конічні зубчасті передачі” для студентів денної та заочної форм навчання за напрямом “Інженерна механіка”. – Луцьк: ЛДТУ, 2003. – 28 с.
3. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин. Підручник. – Луцьк: ЛДТУ, 2001. – 564 с.
4. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин. Проектування привода з циліндричним двоступінчастим співвісним редуктором. Навчально-методичний посібник. – Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2002. – 56с.
5. Коновалюк Д.М., Ковальчук Р.М. Деталі машин. Розрахунок і конструювання валів редукторів. Навчально-методичний посібник. – Луцьк: РВВ ЛДТУ, 2003. – 92 с.
6. Кудрявцев В.Н. Детали машин. – Л.: Машиностроение, 1980. – 464с.
7. Кузьмин А.В. Марон Ф.Л. Справочник по расчетам механизмов подъемно-транспортных машин. – Мн.: Вышэйшая школа, 1983. – 350с.
8. Павлище В.Т. Основи конструювання та розрахунок деталей машин: Підручник. – К.: Вища школа, 1993. – 556 с.
9. Подшипники качения: справочник-каталог. /Под ред. В.Н. Нарышкина, Р.В. Коросташевского. – М.: Машиностроение, 1984. – 280с.
10. Проектирование механических передач /Под ред.
    С.А. Чернавского. – М.: Машиностроение, 1984. – 560с.
11. Расчеты грузоподъемных и транспортирующих машин / Иванченко Ф.К. и др. – К.: Вища школа, 1975. – 520с.
12. Расчет и проектирование деталей машин. Под ред. Г.В.Столбина и К.П. Жукова. – М.: Высшая школа, 1978. – 247с.
13. Редукторы и мотор-редукторы общемашиностроительного применения: Справочник. / Л.С. Бойко, А.З. Высоцкий, Э.Н. Галиченко и др. – М.: Машиностроение, 1984. – 247с.
14. Рекомендации. Расчеты и испытания на прочность. Расчет на прочность валов и осей. Р50-83-88. – М.: Издательство стандартов, 1989. – 72с.
15. Решетов Д.Н. Детали машин. – М.: Машиностроение, 1989. – 496с.
16. Розрахунок і конструювання валів редукторів. Навчально-методичний посібник / В.А. Кралін, Д.М. Коновалюк. – Луцьк: ЛІІ, 1991. – 96 с.
17. Розрахунок черв’ячної передачі. Навчально-методичний посібник / Д.М. Коновалюк, Р.М. Ковальчук. – Луцьк: ЛІІ, 1993. – 51 с.
18. Самохвалов Я.А., Левицкий М.Я., Григораш В.Д. Справочник техника-конструктора. – К.: Техніка, 1978. – 592с.
19. Технічна механіка. Конспект лекцій для студентів спеціальності 6.090603 “Електротехнічні системи електроспоживання” енергоощадного факультету та заочного відділу напряму 6.090600 “Електротехніка” усіх форм навчання / Д.М. Коновалюк, Р.М. Ковальчук, М.П. Ярошевич, М.М. Толстушко. – Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ, 2004. – 164 с.
20. Технічна механіка. Методичні вказівки до практичних занять для студентів спеціальності 6.090603 “Електротехнічні системи електроспоживання” денної форми навчання / В. Байбула, М. Ярошевич, М. Толстушко. – Луцьк: Ред.-вид. відділ ЛДТУ,
    2003. – 52 с.
21. Фролов М.И. Техническая механика. Детали машин. – М.:
    Высш. шк., 1990. – 352 с.
22. Цехнович Л.И., Петриченко П.П. Атлас конструкций редукторов. – К.: Высшая школа. 1990. – 151с.

ДОДАТКИ

Додаток А

Таблиця А.1

Рекомендовані значення передаточного числа (відношення) для одного ступеня ([12], с.6, табл.1.2)

Тип передачі	Твердість	Значення
найуживаніші	(максимальні)
а) зубчаста циліндрична закрита тихохідна ступінь   в усіх редукторах     швидкохідний ступінь   у редукторах за роз-горнутою схемою
швидкохідний ступінь у співвісному редукторі   зубчаста відкрита коробка передач
будь-яка
б) конічна закрита   відкрита
в) черв’ячна закрита	–
г) ланцюгова	–
д) клинопасова	–

Таблиця А.2

Середні значення коефіцієнта корисної дії (ККД) передач η з урахуванням втрат в опорах валів на вальницях котіння

Тип передачі	Закрита	Відкрита
Зубчаста передача: з циліндричними колесами з конічними колесами	0,96...0,98 0,95...0,97	0,92...0,94 0,91...0,93
черв’ячна передача при: однозахідному черв’яку двозахідному черв’яку чотиризахідному черв’яку	0,7...0,8 0,75...0,82 0,87...0,92	– – –
клинопасові передачі	–	0,94...0,96
ланцюгові передачі	0,94...0,96	0,92...0,95

Таблиця А.3

Електродвигуни трифазні асинхронні короткозамкнуті серії 4А виконання ІМ 1081 (на лапах з можливістю працювати при будь-якому напрямку руху вала) і ІМ 1001 (на лапах з можливістю працювати при горизонтальному напрямку вала).

(Основні параметри за ГОСТ 19523-81), /7/, табл. ІІІ, 3.1, с. 299)

Тип двигуна     асинхрон- на частота обертання, хв-1	Потуж-ність, кВт				Момент інерції ротора	Діаметр вала двигуна
І. Двигуни закриті, що обдуваються
Синхронна частота обертання 3000 хв-1
4А71В2УЗ/2810	1,1	2,0	1,2	2,2	1,05×10-3
4А80А2УЗ/2850	1,5	2,1	1,2	2,2	1,82×10-3
4А80В2УЗ/2850	2,2	2,1	1,2	2,2	2,12×10-3
4А90L2УЗ/2840	3,0	2,1	1,2	2,2	3,52×10-3
4А100S2УЗ/2880	4,0	2,0	1,2	2,2	5,92×10-3
4А100L2УЗ/2880	5,5	2,0	1,2	2,2	7,5×10-3
4А112М2УЗ/2900	7,5	2,0	1,0	2,2	1,0×10-2
4А132М2УЗ/2900		1,6	1,0	2,2	2,25×10-2
4А160S2УЗ/2940		1,4	1,0	2,2	4,75×10-2
4А160М2УЗ/2940	18,5	1,4	1,0	2,2	5,25×10-2
4А180S2УЗ/2945		1,4	1,0	2,2	7,0×10-2
4А180M2УЗ/2945		1,4	1,0	2,2	8,5×10-2
4А200M2УЗ/2945		1,4	1,0	2,2	0,145
4А200L2УЗ/2945		1,4	1,0	2,2	0,167
4А225M2УЗ/2945		1,2	1,0	2,2	0,25

Продовження табл. А.3

4А250S2УЗ/2960		1,2	1,0	2,2	0,465
4А250M2УЗ/2960		1,2	1,0	2,2	0,52
4А280S2УЗ/2970		1,2	1,0	2,2	1,08	70/65
Синхронна частота обертання 1500 хв-1
4А80А4УЗ/1420	1,1	2,0	1,6	2,2	3,23×10-3
4А80В4УЗ/1415	1,5	2,0	1,6	2,2	3,27×10-3
4А90L2УЗ/1425	2,2	2,0	1,6	2,2	5,59×10-3
4А100S4УЗ/1435	3,0	2,0	1,6	2,2	8,67×10-3
4А100L4УЗ/1430	4,0	2,0	1,6	2,2	1,12×10-2
4А112М4УЗ/1445	5,5	2,0	1,6	2,2	1,7×10-2
4А132S4УЗ/1455	7,5	2,0	1,6	2,2	2,75×10-2
4А132М4УЗ/1460		2,0	1,6	2,2	4,0×10-2
4А160S4УЗ/1465		1,4	1,0	2,2	1,102
4А160M4УЗ/1465	18,5	1,4	1,0	2,2	0,127
4А180S4УЗ/1470		1,4	1,0	2,2	0,19
4А180M4УЗ/1470		1,4	1,0	2,2	0,232
4А200M4УЗ/1475		1,4	1,0	2,2	0,363
4А200L4УЗ/1475		1,4	1,0	2,2	0,44	60/55
4А225M4УЗ/1480		1,2	1,0	2,2	0,637	65/60
4А250S4УЗ/1480		1,2	1,0	2,2	1,02	75/70
4А250М4УЗ/1480		1,2	1,0	2,2	1,16	75/70
4А280S4УЗ/1470		1,2	1,0	2,2	2,295	80/65
Синхронна частота обертання 1000 хв-1
4А80B6УЗ/920	1,1	2,0	1,6	2,2	5,59×10-3
4А90L6УЗ/935	1,5	2,0	1,6	2,2	7,35×10-3
4А100L6УЗ/950	2,2	2,0	1,6	2,2	1,31×10-2

Продовження табл. А.3

4А112МА6УЗ/955	3,0	2,0	1,6	2,2	1,75×10-2
4А112МВ6УЗ/950	4,0	2,0	1,6	2,2	2,0×10-2
4А132S6УЗ/965	5,5	2,0	1,6	2,2	4,0×10-2
4А132M6УЗ/970	7,5	2,0	1,6	2,2	5,75×10-2
4А160S6УЗ/975		1,2	1,0	2,0	0,137	48/42
4А160M6УЗ/975		1,2	1,0	2,0	0,182	48/42
4А180M6УЗ/975	18,5	1,2	1,0	2,0	0,22	55/48
4А200M6УЗ/975		1,2	1,0	2,0	0,40	60/55
4А200L6УЗ/980		1,2	1,0	2,0	0,45	60/55
4А225M6УЗ/980		1,2	1,0	2,0	0,735	65/60
4А250S6УЗ/985		1,2	1,0	2,0	1,16	75/70
4А250M6УЗ/985		1,2	1,0	2,0	1,25	75/70
4А280S6УЗ/985		1,2	1,0	1,9	2,92	80/65
4А280M6УЗ/985		1,2	1,0	1,9	3,33	80/65
4А315S6УЗ/985		1,0	0,9	1,9	4,0	90/65
Синхронна частота обертання 750 хв-1
4А90LB8УЗ/700	1,1	1,6	1,2	1,7	8,62×10-3
4А100L8УЗ/700	1,5	1,6	1,2	1,7	1,3×10-2
4А112MA8УЗ/700	2,2	1,8	1,4	2,2	1,75×10-2
4А112МВ8УЗ/700	3,0	1,8	1,4	2,2	2,5×10-2
4А132S8УЗ/720	4,0	1,8	1,4	2,2	4,25×10-2
4А132М8УЗ/720	5,5	1,8	1,4	2,2	5,75×10-2
4А160S8УЗ/730	7,5	1,4	1,0	2,2	0,137	48/42
4А160М8УЗ/730		1,4	1,0	2,2	0,18	48/42
4А180М8УЗ/730		1,2	1,0	2,0	0,25	55/48
4А200М8УЗ/735	18,5	1,2	1,0	2,0	0,40	60/55

Продовження табл. А.3

4А200L8УЗ/730		1,2	1,0	2,0	0,452	60/55
4А225М8УЗ/735		1,2	1,0	2,0	1,37	65/60
4А250S8УЗ/735		1,2	1,0	2,0	1,15	75/70
4А250М8УЗ/740		1,2	1,0	2,0	1,36	75/70
4А280S8УЗ/735		1,2	1,0	1,9	1,78	80/65
4А280М8УЗ/735		1,2	1,0	1,9	4,12	80/65
4А315S8УЗ/740		1,0	0,9	1,9	4,92	90/65
4А355M8УЗ/740		1,0	0,9	1,9	5,85	85/75

Рис. А.1

Таблиця А.4

Двигуни закриті, обдув ні серії 4А. Габаритні, установчі і приєднувальні розміри та маса (рис. А.1)

Тип двигуна

Число плюсів

Габаритні розміри, мм, не більше

Установочні і приєднувальні розміри

Маса, кг

l30

l33

h31

d30

l1

l2

l10

l31

d10

d1

d2

b10

h

Двигуни виконання ІМІ081

4А71

2,4,6,8

201/223

15,1

4А80А

2,4,6,8

17,5

4А80В

2,4,6,8

20,0

4А90L

2,4,6,8

243/260

28,7

4А100S

2,4,6,8

4А100L

2,4,6,8

4А112М

2,4,6,8

4А132S

2,4,6,8

4А132M

2,4,6,8

4А160S

4,6,8

4А160M

4,6,8

Продовження табл. А.4

4А180S
4,6,8
4А180M
4,6,8
4А200M
4,6,8
4А200L
4,6,8
4А225М
4,6,8
4А250S
4,6,8
4А250М
4,6,8
Двигуни виконання ІМ 1001
4А280S				700/722
4,6,8,10
4А280M
4,6,8,10

Продовження табл. А.4

4А315S
4,6,8,10
4А315M
4,6,8,10,12
4А355S
4,6,8,10,12
4А355M
4,6,8,10,12

Примітки (для двигунів виконання ІМІ081): 1. Розміри в знаменнику дані для двигунів з числом вивідних кінців валів більше шести.

2. Для двигунів з висотами осі обертання 71...100 мм в пилезахисному виконанні розмір збільшують на 9мм.

Для заміток

Навчально-методичне видання

ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА