Техническая механика. Примеры выполнения заданий

Техническая механика
Последовательность решения задачи
Центр тяжести
Основные понятия кинематики
Растяжение и сжатие
Кручение
Изгиб
Определить опорные реакции
Детали машин
Определим числа зубьев шестерни и колеса
Предварительный расчет валов редуктора
Проверка долговечности подшипника
Проверка прочности шпоночных соединений
Тепловой расчет редуктора
Определение диаметра вала
Определение сил в стержнях
Расчет ступенчатого стержня
Строим расчетную схему балки.
РАСЧЕТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ
РАСЧЕТ РЕМЕННОЙ ПЕРЕДАЧИ
Расчет вала зубчатой передачи
Подбор подшипников для вала передачи
Расчет шпоночных соединений

При изучении темы «Детали машин» необходимо ознакомиться с принципиальными основами расчета деталей машин на прочность, жесткость, устойчивость, износостойкость и теплостойкость.

Задание к контрольной работе.

Цель работы: Изучить основные понятия раздела «Детали машин»: соединения деталей машин (разъемные и неразъемные), механические передачи (передачи трением, передачи зацеплением), валы и оси, их опоры и муфты, подшипники (подшипники качения, подшипники скольжения).

Исходя из заданных условий работы деталей и узлов машины, усвоить методы, правила и нормы, обеспечивающие выбор наиболее рациональных для них материалов, форм, размеров, степени точности, качества поверхности и технических условий изготовления.

Задачи, поставленные в работе:

1. Ознакомиться с назначением и общим устройством редуктора.

2. Провести кинематический расчет редуктора.

3. Рассчитать зубчатые колеса редуктора и выполнить чертеж зубчатого колеса.

4. Сконструировать выходной вал редуктора и выполнить его чертеж.

5. Подобрать подшипники и провести расчет долговечности.

7. Выбрать шпонки и провести расчет на прочность.

Исходные данные для расчета по варианту и условие задачи

Исходные данные для решения задачи взяты из таблицы 1, кинематическая схема редуктора представлена на рис. 1.

Исходные данные для расчета и условие задачи:

N1 = 12,5, кВт; n1 = 1000 об/мин; n2 =190 об/мин;

Срок службы редуктора 35000 ч; 

Работа односменная; 

Валы установлены в подшипниках качения;

Недостающими данными задаться.

Рис. 1 . 1 – шестерня; 2 – зубчатое колесо; 3 – вал шестерни (приводной вал); 4 – вал зубчатого колеса (ведомый вал); 5 – подшипники.

  N1, N2 – мощность на приводном и ведомом валах соответственно;

n1, n2 – частота вращения приводного и ведомого валов соответственно;

М1, М2 – крутящие моменты на приводном и ведомом валах соответственно.

Кинематический расчет редуктора

По таблице 2. принимаем КПД  пары цилиндрических зубчатых колес: ;

Коэффициент, учитывающий потери пары подшипников качения:

Общий КПД привода: .

Передаточное отношение редуктора:

.

Принимаем по ГОСТ, таблица 3.,.

Частоты вращения и угловые скорости валов редуктора и барабана:

, об/мин;

, рад/с;

, об/мин;

, рад/с.

 Расчет зубчатых колес редуктора.

Так как в задании нет особых требований в отношении габаритов передачи, выбираем материалы со средними механическими характеристиками (таблица 4.):

для шестерни сталь 45, термообработка — улучшение, твердость НВ 230;

для колеса — сталь 45, термообработка — улучшение, твердость НВ 200.

Допускаемые контактные напряжения

,

где  — предел контактной выносливости при базовом числе циклов. По таблице 5 для углеродистых сталей с твердостью поверхностей зубьев менее НВ 350 и термообработкой (улучшение)

,

  — коэффициент долговечности; при числе циклов нагружения больше базового, что имеет место при длительной эксплуатации редуктора, принимают .

Принимаем допускаемое напряжение по колесу:

, Н/мм2.

Вращающий момент на 1валу редуктора: 

  , Н×мм.

Вращающий момент на 2 валу редуктора:

, Н×мм.

Коэффициент нагрузки  примем с учетом несимметричного расположения колес по таблице 6 значение .

Принимаем коэффициент ширины венца по межосевому расстоянию (таблица 7.).

Межосевое расстояние редуктора определяем из условия контактной выносливости активных поверхностей зубьев по формуле:

, мм.

Ближайшее стандартное значение , мм по таблице 8.

Нормальный модуль зацепления

, мм;

принимаем , мм по таблице 9.kbwf 4 

Примем предварительно угол наклона зубьев β = 10° и определим числа зубьев шестерни и колеса.

Техническая механика. Примеры выполнения заданий