Анализ шарнирного четырехзвенника и проектирование червячного редуктора

Èñõîäíûå äàííûå:

lAB
, ì=0,05

l, ì=0,14

BC

lDC
, ì=0,16 lAD
, ì=0,10

1, ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ ÊÐÈÂÎØÈÏÍÎ-ÏÎËÇÓÍÍÎÃÎ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ

1
Â

0 0

Íàçíà÷åíèå äàííîãî ìåõàíèçìà –
ýòî ïðåîáðàçîâàíèå âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ çâåíà 1, â âîçâðàòíî-

ïîñòóïàòåëüíîå äâèæåíèå çâåíà 3. Çâåíî 1, îáðàçóþùåå ñî ñòîéêîé 4 âðàùàòåëüíóþ êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó, íàçûâàþò êðèâîøèïîì; çâåíî 3, îáðàçóþùàÿ ñî ñòîéêîé 0 ïîñòóïàòåëüíóþ êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó, -ïîëçóíîì. Òàêîé ìåõàíèçì íàçûâàåòñÿ êðèâîøèïíî-ïîëçóííûì.

Ðàññìàòðèâàåìûé ìåõàíèçì ñîñòîèò èç òðåõ ïîäâèæíûõ çâåíüåâ (n=3), è ñîäåðæèò ÷åòûðå îäíîïîäâèæíûå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû ïÿòîãî êëàññà (ð5
=4), èç êîòîðûõ îäíà ÿâëÿåòñÿ ïîñòóïàòåëüíîé (Ï30
) - ñîåäèíÿåò ïîëçóí ñî ñòîéêîé 0, è òðè âðàùàòåëüíûìè (Â01
,Â12
,Â23
) -ñîåäèíÿåò ñîîòâåòñòâåííî, ñòîéêó 0 ñ êðèâîøèïîì 1, êðèâîøèï 1 ñ øàòóíîì 2 è øàòóí 2 ñ ïîëçóíîì 3. Êèíåìàòè÷åñêèõ ïàð ÷åòâåðòîãî êëàññà â ìåõàíèçìå íåò, ò.å.

ð4
=0. Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè ìåõàíèçìà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå ×åáûøåâà:

W
= 3n
−2p
5
− p
4
= 3⋅3− 2⋅4−0 =1.

Ìåõàíèçì ñîñòîèò èç îäíîé ãðóïïû Àññóðà, ñîäåðæàùåé øàòóí 2, ïîëçóí 3 è òðè êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû (ðèñ.1), è íà÷àëüíîãî ìåõàíèçìà, ñîäåðæàùåãî êðèâîøèï 1, ñòîéêó 0 è îäíó êèíåìàòè÷åñêóþ ïàðó (ðèñ.2).

Çâåíüÿ 2 è 3, ñ òðåìÿ êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìè ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé ãðóïïó Àññóðà II êëàññà âòîðîãî ïîðÿäêà âòîðîé ìîäèôèêàöèè. Êðèâîøèï 1 è ñòîéêà 6, ïðåäñòâëÿþò ñîáîé íà÷àëüíûé ìåõàíèçì.

Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè ãðóïïû Àññóðà:

Wçâ.2,3
= 3n⋅2p5
= 3⋅2 −2⋅3 = 0

 Â

À 3

0

Ðèñ.1 Ãðóïïà Àññóðà Ðèñ.2 Íà÷àëüíûé ìåõàíèçì Ôîðìóëà ñòðîåíèÿ ìåõàíèçìà:

Â01
→
[Â12
→
Â23
→
Ï30
]

Èç ñòðóêòóðíîãî àíàëèçà ìåõàíèçìà ñëåäóåò, ÷òî äëÿ ïîëó÷åíèÿ âïîëíå îïðåäåëåííûõ äâèæåíèé çâåíüåâ, äîñòàòî÷íî ïåðâîíà÷àëüíî çàäàòü îíîìó èç çâåíüåâ îïðåäåëåííîå äâèæåíèå. Ýòî è ïîäòâåðæäàåòñÿ ïðèíöèïîì îáðàçîâàíèÿ ìåõàíèçìîâ ïî Àññóðó. Ïî ôîðìóëå ñòðîåíèÿ ìåõàíèçìà ìîæíîïîñòðîèòü åãî ñòðóêòóðíóþ ñõåìó.

1.2 ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÉ ÀÍÀËÈÇ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ ÏÎÄÀÒ×ÈÊÀ ÕËÅÁÎÐÅÇÀÒÅËÜÍÎÉ ÌÀØÈÍÛ ÌÐÕ-200

Ðàññìàòðèâàåìûé ìåõàíèçì ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ –
200 ñîñòîèò èç ñëåäóþùèõ çâåíüåâ:

íåïîäâèæíûõ äåòàëåé ìåõàíèçìà –
ñòîåê 0; çâåíà 1 îáðàçóþùåãî ñî ñòîéêîé 0 âðàùàòåëüíî êèíåìàòè÷åñêóþ

ïàðó - êðèâîøèïîì; êà÷àþùåãîñÿ çâåíà 3 - êîðîìûñëà; çâåíà 2 -øàòóíà.

Ìåõàíèçì ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ –
200, ñëóæèò äëÿ ïðåîáðàçîâàíèÿ âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ êðèâîøèïà 1 â âîçâðàòíî-âðàùàòåëüíîå äâèæåíèå çâåíà 3.

Ò.ê. çâåíî 1 –
êðèâîøèï (ñîâåðøàåò ïîëíûé îáîðîò), à çâåíî 3 –
êîðîìûñëî (ñîâåðøàåò íåïîëíûé îáîðîò, òî ìåõàíèçì äàííîé ìàøèíû ÌÐÕ –
200, ÿâëÿåòñÿ êðèâîøèïíî-êîðîìûñëîâûì.

Òðè ïîäâèæíûå çâåíà (n=3) è ñòîéêà 0 ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêè õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ –
200 îáðàçóþò ÷åòûðå êèíåìàòè÷åñêèå ïàðû V êëàññà. Âðàùàòåëüíûå ïàðû (p5
=4) îáðàçîâàíû çâåíüÿìè 0 è 1, 1 è 2, 2 è 3, 3 è 0 (B01
, B12
, B23
, B30
). Ñòåïåíü ïîäâèæíîñòè ìåõàíèçìà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå ×åáûøåâà:

W =3n−2p5
−p4
=3⋅3−2⋅4−0 =1

ò.å. ìåõàíèçì èìååò îäíî âåäóùåå çâåíî.

Ìåõàíèçì õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ –
200 ñîñòîèò èç îäíîé ãðóïïû Àññóðà, ñîäåðæàùåé øàòóí 2 è

êîðîìûñëî 3, è èç íà÷àëüíîãî ìåõàíèçìà, âêëþ÷àþùåãî êðèâîøèï 1 è ñòîéêó 0 (ðèñ 1,2). Ãðóïïîé Àññóðà íàçûâàþò

êèíåìàòè÷åñêóþ öåïü, ïîëó÷àþùàÿ íóëåâóþ ïîäâèæíîñòü ïîñëå ïðèñîåäèíåíèÿ åå ê ñòîéêå.

Wãð2,3
=3n−2p5
=3⋅2−2⋅3=0

Çâåíî 2 è 3 ñ òðåìÿ êèíåìàòè÷åñêèìè ïàðàìè B, C, D îáðàçóþò ãðóïïó Àññóðà II êëàññà âòîðîãî ïîðÿäêà

ïåðâîé ìîäèôèêàöèè. Êðèâîøèï 1 è ñòîéêà 0, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé íà÷àëüíûé ìåõàíèçì.

C B

1

ðèñ.1. Ãðóïïà Àññóðà ðèñ.2. Íà÷àëüíûé ìåõàíèçì

Ôîðìóëà ñòðîåíèÿ ìåõàíèçìà:

B01 → [B12 →B23 →B30]

2.ÊÈÍÅÌÀÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÀÍÀËÈÇ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ ÏÎÄÀÒ×ÈÊÀ ÕËÅÁÎÐÅÇÀÒÅËÜÍÎÉ ÌÀØÈÍÛ ÌÐÕ-200

2.1 Ïîñòðîåíèå ïëàíîâ ïîëîæåíèé ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû

ÌÐÕ-200

Ïðèíèìàþ ïðîèçâîëüíóþ äèíó êðèâîøèïà íà ÷åðòåæå AB=50 ìì. Ìàñøòàá äëèíû:

l 0,05

µ
l
= AB
= =0,001ì/ìì

AB 50

Ìàñøòàá äëèíû çâåíüåâ:

l 0,14

BC = BC
= =140 ìì µl
0,001 l 0,16

CD = CD
= =160ìì

µ
l
0,001 l 0,1

AD = AD
= =100ìì

µ
l
0,001

Ïî ïîëó÷åííûì äàííûì ñòðîèì ñõåìó ìåõàíèçìà â 12 ïîëîæåíèÿõ. Äëÿ ýòîãî ïðîâîäèì îêðóæíîñòü ðàäèóñîì À è äåëèì åå íà 12 ðàâíûõ ÷àñòåé, íà÷èíàÿñ íóëåâîãî.  êà÷åñòâå íóëåâîãî ïîëîæåíèÿ âûáèðàåì òî, ïðè êîòîðîì êîðîìûñëî îêàçûâàåòñÿ â ëåâîì êðàéíåì ïîëîæåíèè, äëÿ ÷åãî íà ðàññòîÿíèè AD íàìå÷àåì òî÷êó D è èç íåå êàê èç öåíòðà îïèøåì äóãó ðàäèóñîì CD. Èç òî÷êè À êàê èç öåíòðà ñäåëàåì íà ýòîé äóãå äâå çàñå÷êè –
îäíó ðàäèóñîì CB-AB –
ýòî áóäåò íóëåâîå ïîëîæåíèå òî÷êè Ñ, ò.å. Ñ0
, äðóãóþ –
ðàäèóñîì CB+AB –
ýòî áóäåò òî÷êà C8
, ñîîòâåòñòâóþùàÿ êðàéíåìó ïðàâîìó ïîëîæåíèþ êîðîìûñëà CD. Òî÷êè äåëåíèÿ îêðóæíîñòåé ðàäèóñà AB ñîåäèíÿåì ïðÿìûìè ëèíèÿìè ñ òî÷íîé A, îáîçíà÷àåì B0
, B1
,…, B11
èç íèõ ðàäèóñîì BC ïðîâîäèì çàñå÷êè íà äóãå ðàäèóñà DC. Ïîëó÷åííûå òî÷êè C0
, C1
,…, C11
ñîåäèíÿåì ïðÿìûìè ëèíèÿìè ñîîòâåòñòâåííî ñ òî÷êàìè B0
, B1
,…, B11
è ñ òî÷êîé D. Òàêèì îáðàçîì, ÿ ïîëó÷èë 12 ïëàíîâ ìåõàíèçìà, ïîñòðîåííûõ â ìàñøòàáå µ
l
=0,001 ì/ìì.

2.2 Ïîñòðîåíèå ïëàíîâ ñêîðîñòåé òî÷åê çâåíüåâ ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ-200 Îïðåäåëÿåì ñêîðîñòü òî÷êè Â:

VB
= ω1
•lAB
=22•0,05 =1,1 ì/ñ.

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñêîðîñòè òî÷êè Ñ ñîñòàâëÿåì äâà âåêòîðíûõ óðàâíåíèÿ:

VC =VB +VCB, VC =VD +VCD .

Ðåøàÿ ýòè óðàâíåíèÿ ãðàôè÷åñêè, ïîëó÷àåì ïëàíû ñêîðîñòåé. Ïîñòðîåíèå ïëàíà ñêîðîñòåé ïðîèçâîäèòüñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì:

Èç ïðîèçâîëüíî âûáðàííîãî ïîëþñà ð îòêëàäûâàåì îòðåçîê ïðîèçâîëüíî âçÿòîé äëèíû ðb=44 ììâ íàïðàâëåíèè, ïåðïåíäèêóëÿðíîì çâåíó ÀÂ â 1-îì ïîëîæåíèè, â ñòîðîíó íàïðàâëåíèÿ óãëîâîé ñêîðîñòè ω
1
. Ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò ïëàíà ñêîðîñòåé áóäåò:

V 1,1

µ
V
= B
= =0,025,ì/ñ⋅ìì. pb 44

×åðåç òî÷êó b ïðîâîäèì ëèíèþ âåêòîðà V
Cb
ïåðïåíäèêóëÿðíî çâåíó BC, à ÷åðåç ïîëþñ p –
ëèíèþ âåêòîðà

V
CD
ïåðïåíäèêóëÿðíî çâåíó CD. Òî÷êà ïåðåñå÷åíèÿ ýòèõ âåêòîðîâ îïðåäåëÿåò êîíåö âåêòîðà pc
, êîòîðûé â ìàñøòàáå µ
V
èçîáðàæàåò ñêîðîñòü òî÷êè C. Ÿ âåëè÷èíà îïðåäåëèòñÿ:

VC
= pc• µV
=3•0,025 =0,075ì/ñ

Îòíîñèòåëüíàÿ ñêîðîñòü V
Cb
îïðåäåëÿåòñÿ:

VCD
=cb• µV
=41 •0,025 =1,025ì/ñ

Óãëîâàÿ ñêîðîñòü êîðîìûñëà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

V 0,075 ω
CD
= CD
= =0,47 1/ñ, lCD
0,16

(îòíîñèòåëüíàÿ ñêîðîñòü V
CD
ðàâíà àáñîëþòíîé), óãëîâàÿ ñêîðîñòü øàòóíà:

V 1,025

ω
CB
= CB
= =7,32 1/ñ.

lCB
0,14

Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ñêîðîñòåé ñâåäåíû â òàáëèöó 1.

2.3 Ïîñòðîåíèå ãðàôèêà èçìåíåíèÿ ñèëû ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ

Ïî óñëîâèþ çàäàíèÿ ïëàí óñêîðåíèé è ñèëîâîé àíàëèçìåõàíèçìà ñëåäóåò âûïîëíèòü äëÿ ïîëîæåíèÿ ìåõàíèçìà, êîãäà òî÷êà Ñ ðàçâèâàåò ìàêñèìàëüíóþ ìîùíîñòü Nmax
=FC
⋅VC
. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ Nmax
íåîáõîäèìî çíàòü çíà÷åíèå ñèëû FC
âî âñåõ ïîëîæåíèÿõ ìåõàíèçìà, ñ òåì ÷òî áû ïîòîì èç ïðîèçâåäåíèé FC
⋅VC
âûáðàòü íàèáîëüøåå. Ïîýòîìó ñëåäóåò ïîñòðîèòü ãðàôèê FC
= (β
max
). Äëÿ ýòîãî ïðîâîæó ëèíèþ ÷åðåç äâà êðàéíèõ ïîëîæåíèÿ â òî÷êàõ Ñ0
è Ñ8
. Çàòåì ïðîâîæó ëèíèþ íàä Ñ0
Ñ8
ïàðàëëåëüíóþ åé –
ïîëó÷àåì îñü àáñöèññ, (ñì. ñõåìó), ïðîâåäÿ ê íåé ïåðïåíäèêóëÿð èç òî÷êè Ñ0
, ïîëó÷àåì òî÷êó à –
íà÷àëî êîîðäèíàò, à ïðîâåäÿ ïåðïåíäèêóëÿð èç òî÷êè Ñ8
, ïîëó÷àåì òî÷êó d, îãðàíè÷èâàþùóþ õîä òî÷êè Ñ. Èç òî÷êè à ïðîâîäèì îñü îðäèíàò. Èç òî÷êè d ïî îñè àáñöèññ îòëîæó îòðåçîê 0,6β
max,
âîññòàíàâëèâàåì èç ïîëó÷åííîé òî÷êè F0
îðäèíàòó F0
Fmax
ïðîèçâîëüíîé äëèíû (â ìîåì ñëó÷àå F0
Fmax
=36 ìì). Ýòà îðäèíàòà âûðàæàåòñÿ â ìàñøòàáå µF
ìàêñèìàëüíóþ ñèëó ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ FCmax
.

Âåëè÷èíó ìàñøòàáíîãî êîýôôèöèåíòà íàéäó èç âûðàæåíèÿ:

F 1,8

µ
F
= C
= =5⋅10−
2
,êÍ/ìì.

ymax
36

Ñîåäèíèâ ïðÿìîé ëèíèåé òî÷êè a è Fm
è ïðîâåäÿ èõ òî÷êè Fm
ãîðèçîíòàëüíóþ ëèíèþ íà ðàññòîÿíèå 0,6β
max
îò îñè îðäèíàò, ïîëó÷àåì èñêîìûé ãðàôèê FC
(β
max
). Ïðè äâèæåíèè òî÷êè Ñ â ïðàâî ñèëà FC
óâåëè÷èâàåòñÿ ïî ëèíåéíîìó çàêîíó äî ìàêñèìàëüíîãî çíà÷åíèÿ (òî÷êà Fm
), à ïðè äâèæåíèè âëåâî ñèëû FC
ðàâíà íóëþ. Ïðîâåäÿ èç òî÷åê C1
,C2
,C3
,C4
,C5
,C6
,C7
,C8

âåðòèêàëüíûå ëèíèè äî ïåðåñå÷åíèÿ èõ ñ ãðàôèêîì FC
(β
max
), ïîëó÷àåì ñîîòâåòñòâóþùèå êîîðäèíàòû y
1
, y
2
,..., y
8
, ïî êîòîðûì ìîæíî ñóäèòü îâåëè÷èíå ñèëû ñîïðîòèâëåíèÿ â ëþáîì ïîëîæåíèè ìåõàíèçìà. Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ñâåäåíû â òàáëèöó 1.

Àíàëèç äàííûõ òàáëèöû 1 ïîêàçûâàåò, ÷òî íàèáîëüøóþ ìîùíîñòü ìåõàíèçì ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ðàçâèâàåò â ÷åòâåðòîì ïîëîæåíèè, ò.å. Nmax
=1800⋅1,3=2,34êÂò, òàê êàê ìîùíîñòü Nîïðåäåëÿåòñÿ ïðîèçâåäåíèåì FC
⋅VC
, à ýòè ïàðàìåòðû äàþò ìàêñèìàëüíîå ïðîèçâåäåíèå èìåííî â ïÿòîì ïîëîæåíèè.

Ñëåäîâàòåëüíî, ïëàí óñêîðåíèé íåîáõîäèìî ñòðîèòü äëÿ ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû, êîãäà îí íàõîäèòñÿ â ïÿòîì ïîëîæåíèè.  ýòîì æå ïîëîæåíèè ìåõàíèçìà îïðåäåëÿþòñÿ ðåàêöèè â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ çâåíüåâ è óðàâíîâåøèâàþùàÿ ñèëà Fy
.

2.4 Ïîñòðîåíèå ïëàíà óñêîðåíèé

Èç àíàëèçà ïëàíîâ ñêîðîñòåé âèäíî, ÷òî íàèáîëüøåé ìîùíîñòüþ òî÷êà Ñ áóäåò îáëàäàòü â 5–
îì ïîëîæåíèè, ò.ê. ïðè ïîñòîÿííîé ñèëå ìîùíîñòü çàâèñèò îò ñêîðîñòè, à ñêîðîñòü òî÷êè Ñ ìàêñèìàëüíà â 5 –
îì ïîëîæåíèè.

Ïîýòîìó ïëàí óñêîðåíèé ñòîèì äëÿ 5 - ãî ïîëîæåíèÿ. Îïðåäåëÿåì óñêîðåíèå òî÷êè Â:

aB
=aB
n
= ω2
AB
•lAB
=222
•0,05 =24,2ì/ñ2

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ óñêîðåíèÿ òî÷êè Ñ ñîñòàâëÿåì äâà âåêòîðíûõ óðàâíåíèÿ:

~ ~

n l n laC =aB +aCB +aCB, aC =aD +aCD +aCD.

n n

Íîðìàëüíûå óñêîðåíèÿ a è CB
a îïðåäåëÿþòñÿ: CD

n VCB
2 0,72 2

cCB
= = =3,5ì/ñ

lCB
0,14 2 2

V

cCDn = C
=1,3 =10,56ì/ñ2 lCD
0,16

Âûáèðàåì ïðîèçâîëüíî ïîëþñ Π
è èç íåãî ïàðàëëåëüíî êðèâîøèïó ÀÂ â íàïðàâëåíèè îò À ê Â ïðîâîäèì ïðÿìóþ Ïb ïðîèçâîëüíîé äëèíû (ïðèìåì Ïb=96,8 ìì). Ìàñøòàá ïëàíà óñêîðåíèé áóäåò:

a 24,2

µa
=0,25ì/ñ2
Ĥìì

Èç ïîëþñà Ï ïðîâîäèì ïðÿìóþ ïàðàëëåëüíî CD â íàïðàâëåíèè îò C ê D è íà íåé îòêëàäûâàåì îòðåçîê:

aCD
n
10,56

∏Cn
= = =42,24ìì

µa
0,25

Èç òî÷êè b ïðîâîäèì ïðÿìóþ ïàðàëëåëüíî BC â íàïðàâëåíèè îò C ê B è íà íåé îòêëàäûâàåì îòðåçîê:

aCB
n 3,5

bbn
= = =14ìì

µa
0,25

Èç òî÷åê ñn
è bn
ïðîâîäèì ïðÿìûå ëèíèè ïåðïåíäèêóëÿðíî Ïñï
è bbn
äî ïåðåñå÷åíèÿ èõ â òî÷êå Ñ. Îòðåçêè ññï
è bn
c èçîáðàæàþò â ìàñøòàáå µ
à
òàíãåíöèàëüíûå óñêîðåíèÿ òî÷êè Ñ îòíîñèòåëüíî òî÷åê D è B. Îòðåçîê ñîåäèíÿþùèé ïîëþñ Ï ñ òî÷êîé Ñ, èçîáðàæàåò ïîëíîå óñêîðåíèå òî÷êè Ñìåõàíèçìà, à îòðåçêè, ñîåäèíÿþùèå ïîëþñ ñ ñåðåäèíàìè îòðåçêîâ Ïb, bc è Ïñ –
ïîëíûå óñêîðåíèÿ öåíòðîâ ìàññ çâåíüåâ ìåõàíèçìà. Çíà÷åíèÿ óñêîðåíèé:

~

aCB
l
=bn
c• µa
=55•0,25 =13,75ìì/ñ2

~

aCD
l
=cn
c• µa
=10•0,25 =5 ìì/ñ2

a =bc•µ =57 •0,25 =14,25 ìì/ñ2

CB a aCD
=aC
= Πc•µa
=44•0,25 =11ìì/ñ2
aS
1
= ΠS1
• µa
=48,4•0,25 =12,1 ìì/ñ2
aS
2
= ΠS2
• µa
=69•0,25 =17,25ìì/ñ2
aS
3
= ΠS3
• µa
=22•0,25 =5,5 ìì/ñ2

~ l

a 13,75

ε
CB
= CB
= =98,2 1/ñ2
.

lCB
0,14

~

aCD
l 5 2 ε
CD
= = =31,2 1/ñ.

lCD
0,16

Òàíãåíöèàëüíûå óñêîðåíèÿ íàïðàâëåíû ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå.

3.ÄÈÍÀÌÈ×ÅÑÊÈÉ ÀÍÀËÈÇ ÌÅÕÀÍÈÇÌÀ

3.1 Îïðåäåëåíèå èíåðöèîííûõ íàãðóçîê

Ïðèíÿâ êîýôôèöèåíò (ïîãîííàÿ ìàññà) q=20 êã/ì, îïðåäåëÿåì ìàññû çâåíüåâ è èõ ñèëû âåñà:

m1
=q•lAB
=20•0,05 =1êã; G1
=m1
g=1 •9,8=9,8Í; m2
=q•lBC
=20•014, =2,8êã; G2
=m2
g=2,8•9,8=27,44Í;m3
=q•lCD
=20•016, =3,2êã; G3
=m3
g=3,2•9,8=31,36Í;

Ñèëû èíåðöèè:

FU
1
=m1
•aS
1
=1•12,1 =12,1 Í

FU
2
=m2
•aS
2
=2,8•17,25 =48,3Í

FU
3
=m3
•aS
13
=3,2•5,5 =17,6 Í

Ìîìåíòû èíåðöèè çâåíüåâ:

m

I
S2

m

I
S3 Ìîìåíòû ñèë èíåðöèè:

MU
2
=IS
2
•ξCB
=0,0046•98,2 =0,45Í/ì

MU
3
=IS
3
•ξCD
=0,0068•31,2 =0,21Í/ì

3.2 Îïðåäåëåíèå ðåàêöèé â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåàêöèé â êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ âîñïîëüçóþñü ïðèíöèïàìè Äàëàìáåðà è ñòàòè÷åñêîé îïðåäåëèìîñòüþ ãðóïïû Àññóðà. Âû÷åð÷èâàþ ãðóïïó Àñóðà (çâåíüÿ 2-3) â íàòóðàëüíóþ âåëè÷èíó (ìîæíî òàêæå èñïîëüçîâàòü óæå âû÷èñëåííûé ìàñøòàáíûé êîýôôèöèåíò µ
l
) â ïîëîæåíèè 5 (ñì.ñõåìó) è ïðèêëàäûâàþ ê íåé â ñîîòâåòñòâóþùèõ òî÷êàõ âñå äåéñòâóþùèå ñèëû âåñà çâåíüåâ G2
, G3
; ñèëû èíåðöèè â øàðíèðàõ Â è D ðàñêëàäûâàþ íà íîðìàëüíûå è òàíãåíöèàëüíûå ñîñòàâëåíèÿ; ñèëó ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ FC
. Ñèëû èíåðöèè Fu2
è Fu3
íàïðàâëåíû ïðîòèâîïîëîæíî óñêîðåíèÿì as2
è as3
, à ìîìåíòû ñèë èíåðöèè Mu2
è Mu3
, íàïðàâëåíû ïðîòèâîïîëîæíî óãëîâûì óñêîðåíèÿì ξ
CD
è ξ
CB
.

Îïðåäåëÿþ ðåàêöèè R è 12
τ
R , äëÿ ÷åãî ñîñòàâèë óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ êàæäîãî èç çâåíüåâ: 03
τ

Mu2
=0;

Mu3
=0.

Èç ýòèõ óðàâíåíèé ïîëó÷àåì:

Fh -Gh +M

R12τ = u2 1 2 2 u2
=48,3•70-27,44•38+0,45 =16,7Í

BC 140

Gh -Fh +M

R03τ = 3 4 u3 3 u3
=31,36•34-17,6•19+0,21 =4,57Í

DC 160

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ íîðìàëüíûõ ñîñòàâëÿþùèõ R è 12
τ
R ñîñòàâëÿåì óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ãðóïïû Àññóðà: 03
τ

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ìàñøòàáà ñèë µ
F
ïðèìó, ÷òî íàèáîëüøàÿ ñèëà, âõîäÿùàÿ â ýòî óðàâíåíèå –
FC
èçîáðàæàåòñÿ îòðåçêîì fk äëèíîé â 60ìì. Òîãäà ìàñøòàá ïëàíà ñèë áóäåò:

F 1800

µF
= C
= =30Í/ìì fk 60

Îñòàëüíûå ñèëû îïðåäåëÿþòñÿ íà ÷åðòåæå îòðåçêàìè:

R

ab= 12
==0,56 ìì

µF

G

bc= 2
==0,91ìì

µF

F

cd = u2
==1,61 ìì

µF

G 31,36

de= 3
= =1,05ìì

µF
30

F 17,6

ef = u3
= =0,58 ìì

µF
30

R 4,57

kl= 03
= =0,15ìì

µF
30

Äàííûå äëÿ ïîñòðîåíèÿ ïëàíà ñèë ãðóïïû Àññóðà ñâåäåíû â òàáëèöó 2.

Ïðè ýòèì îòðåçêàì ñòðîèì ïëàí ñèë, íà÷èíàÿ ñ òî÷êè à; èç òî÷êè l ïðîâîæó ïðÿìóþ ïàðàëëåëüíóþ R03
n
, à èç òî÷êè a –
ïðÿìóþ, ïàðàëëåëüíóþ R Ýòè ïðÿìûå ïåðåñåêàþòñÿ â òî÷êå t (ñì. ïðèëîæåíèå). Îòðåçêè at è ltâ 12
n
.

ìàñøòàáå µF
èçîáðàæàþò òàíãåíöèàëüíûå ñîñòàâëÿþùèå ðåàêöèé R è 12
n
R , âåëè÷èíû êîòîðûõ îïðåäåëÿþòñÿ: 03
n
R12
n
=at⋅µ
F
=72⋅30 =2160H;

R03
n
=lt⋅µ
F
=38⋅30 =1140H.

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû óðàâíîâåøèâàþùåé ñèëû Fó
, äëÿ ÷åãî ñîñòàâëþ óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ âåäóùåãî çâåíà:

∑M(A)
=Fy
⋅AB−R12
⋅h1
−G1
⋅h2
=0,

çâ.1

îòêóäà íàõîæó

R ⋅h +G ⋅h 2160⋅50+9,8⋅22

F
y
12 1 1 2 .

Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ðåàêöèé â øàðíèðå À (R01
) çàïèøó óðàâíåíèå âåêòîðíîé ñóììû ñèë, äåéñòâóþùèõ íà êðèâîøèï:

∑F =Fy
+R21
+G1
+Fu1
+R01
=0.

çâ.1

Ïðè îïðåäåëåíèè ìàñøòàáà ïëàíà ñèë µF
ÿ ïðèíÿë, ÷òî íàèáîëüøàÿ ñèëà âõîäÿùàÿ â óðàâíåíèå –
Fy
, èçîáðàæåííàÿ îòðåçêîì ab äëèíîé 108ìì. Èç ýòîãî îïðåäåëþ ìàñøòàá ïëàíà ñèë:

Fy
2164,312

µF
= = =20Í/ìì ab 108

Äàííûå äëÿ ïîñòðîåíèÿ ïëàíà ñèë âåäóùåãî çâåíà ñâåäåíû â òàáëèöó 3; (ñì.ñõåìó). Èç ïëàíà ñèë âåäóùåãî çâåíà îïðåäåëèòüñÿ R01
:

R01
=ea⋅µ
F
=1⋅20 =20Í.

Òàêèì îáðàçîì, ìåòîäîì êèíåòîñòàòèêè îïðåäåëåíû ðåàêöèè âî âñåõ êèíåìàòè÷åñêèõ ïàðàõ è âåëè÷èíà óðàâíîâåøèâàþùåé ñèëû; óêàçàííûå çàäà÷è ðåøåíû äëÿ ìåõàíèçìà â 5-îì ïîëîæåíèè, êîãäà òî÷êà ïðèëîæåíèÿ ñèëû ïîëåçíîãî ñîïðîòèâëåíèÿ ðàçâèâàåò íàèáîëüøóþ ìîùíîñòü.

3.3 Ïîñòðîåíèå ãðàôèêà ïðèâåäåííûõ ìîìåíòîâ ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ

Ñèëà F îïðåäåëèòñÿ èç óðàâíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ðû÷àãà Æóêîâñêîãî: y

Fy
⋅pb=Fc
⋅pc,

îòêóäà

F pc

Fy
= C
.

pb

Ïðèâåäåííûé ìîìåíò ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ êàê TC
=Fn
⋅lAB
,ãäå Fn
= Fy
. Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé ñâåäåíû â òàáëèöó 4.

Ïðèíÿâ ìàêñèìàëüíóþ îðäèíàòó y
max
=53 ìì, îïðåäåëÿþ ìàñøòàá äèàãðàììû TC
(ϕ):

T 106,36

µ
T
= Cmax
= =2Íì/ìì.

ymax
53

T

Íàõîæó îðäèíàòû y= (ðåçóëüòàòû â òàáëèöå 4) è ïî ïîëó÷åííûì çíà÷åíèÿì ñòðîþ ãðàôèê TC
(ϕ).

µ
T

Èíòåãðèðóÿ ãðàôè÷åñêè ýòó äèàãðàììó, ïîëó÷àþ äèàãðàììó ðàáîòû ñèë ñîïðîòèâëåíèÿ.

ÎÊ =30ìì –
ïðèíÿòîå ìíîþ ïîëþñíîå ðàññòîÿíèå.

Ñîåäèíèâ ïðÿìîé ëèíèåé íà÷àëî è êîíåö ãðàôèêà AC
(ϕ), ïîëó÷àþ ãðàôèê ðàáîò äâèæóùèõñÿ ñèë AD
(ϕ).

Äèôôåðåíöèðóÿ åãî, ïîëó÷àþ ãðàôèê ìîìåíòîâ äâèæóùèõñÿ ñèë –
îí ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïðÿìóþ ëèíèþ, ïàðàëëåëüíóþ àáñöèññå. Âåëè÷èíà ìîìåíòà äâèæóùèõ ñèë îïðåäåëÿåòñÿ:

TD
= yD
•µT
=21•2 =42Íì,

ãäå óD
- îðäèíàòà ãðàôèêà TD
( )ϕ.

Ìîùíîñòü íà âàëó êðèâîøèïà îïðåäåëèòüñÿ ïî ôîðìóëå
:

P =TD
⋅ω
1
=42⋅22 =924Âò= 0,924ÊÂò.

Òàáëèöà 1

Òàáëèöà 2

Òàáëèöà 2

Òàáëèöà 3

4.ÊÈÍÅÌÅÒÈ×ÅÑÊÈÉ ÐÀÑ×ÅÒ ÏÐÈÂÎÄÀ

Èñõîäíûå äàííûå
:

N=0.924 êÂò ω
=12ñ−
1

Ïîäáîð ýëåêòðîäâèãàòåëÿ:

4.1 ×àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà èñïîëíèòåëüíîãî ìåõàíèçìà: n îá/ìèí;

i =iðì
⋅içï
= (2÷5) (⋅ 8÷40) = (16÷200);nîá
=114,59⋅(16÷200) (= 1834÷22929);

4.2 Îáùèé êîýôôèöèåíò ïîëåçíîãî äåéñòâèÿ ïðèâîäà η
= η
çï
⋅η
ïê
2
⋅η
ðï
=0,85⋅0,992
⋅0,95 =0,791;

ηïê
=0.99 –
ê.ï.ä. ïàðû ïîäøèïíèêîâ êà÷åíèÿ; η÷ï
=0.85 –
ê.ï.ä. ÷åðâÿ÷íîé ïåðåäà÷è; ηïñ
=0.95 –
ê.ï.ä. ðåìåííîé ïåðåäà÷è.

4.3 Ïîòðåáíàÿ ìîùíîñòü ýëåêòðîäâèãàòåëÿ

Näâ. = N = 0,924=1,167êÂò; η
0,791

4.4 Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ïðèâîäà

Uîáù. = níîì. = 2880 =25,13;

n3
114,59

4.5 Ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ðåìåííîé ïåðåäà÷è i

iðì = îáù. = 25,13 =2,513

içï
10

Z=4, òî U÷åðâ
=10

Òàáëèöà 4.1

Îïðåäåëåíèå êèíåìàòè÷åñêèõ è ñèëîâûõ ïàðàìåòðîâ ïðèâîäà.

4.6 Ïåðåäàòî÷íûå ÷èñëà ñòóïåíåé ïåðåäà÷ ïðèâîäà

Uðåì
=2.513

U÷åðâ
=10

Uîáù
=Uðåì
⋅U÷åðâ
=2,513⋅10 =25,13

4.7 ×àñòîòà âðàùåíèÿ âàëîâ ïðèâîäà:

n1
=nýë.äâ
=2880 n2
=n1
/Uðåì
=2880/2,513=1145,9 n3
=n2
/U÷åðâ
=1145,9/10=114,59

Ìîùíîñòè.

4.8 Ìîùíîñòè íà âàëàõ: P3
=Pïð.â
=0,924 êÂò

P2
=P3
/η÷ï
=0,924/0,85=1,087 êÂò

P1
=P2
/ηðï
=1,087/0,95=1,144 êÂò

Âðàùàþùèå ìîìåíòû íà âàëàõ 4.9 Ìîìåíòû íà âàëàõ:

P 1,144

T1
=9550 1
=9550 =3,794Íì

n1
2880

T2
=T1
⋅Uðåì
⋅η
ðåì
=3,794⋅2,513⋅0,95 =7,689Íì

T3
=T2
⋅U÷åð
⋅η
÷åð
=7,689⋅10⋅0,85 =65,356 Íì

Òàáëèöà 4.2

Ðåçóëüòàòû êèíåìàòè÷åñêîãî ðàñ÷åòà

Òàáëèöà 4.3

Òåõíè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè äâèãàòåëÿ

5.ÐÀÑ×ÅÒ ×ÅÐÂß×ÍÎÉ ÏÅÐÅÄÀ×È

5.1 Èñõîäíûå äàííûå T2
=65,356 Íì - ìîìåíò íà âàëó ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà. n1
=1145,9 îá/ìèí - ÷àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà ÷åðâÿêà. n2
=114,59 îá/ìèí - ÷àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà êîëåñà.

U=10 –
ïåðåäàòî÷íîå ÷èñëî ÷åðâÿ÷íîé ïåðåäà÷è.

Ðàñïîëîæåíèå ÷åðâÿêà –
íèæíåå.

5.2 Óñòàíîâëåíèå îñíîâíûõ äàííûõ

5.2.1 ×èñëî âèòêîâ ÷åðâÿêà ïðè U=10 ïðèíèìàåì Z1
=10

5.2.2 ×èñëî çóáüåâ ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà ñ îêðóãëåíèåì äî öåëîãî ÷èñëà Z2
=Z1
⋅U =4⋅10 =40

5.2.3 Óòî÷íåííîå ïðèäàòî÷íîå ÷èñëî

r 40

U = 2
= =10

r1
4

5.2.4 ×àñòîòà âðàùåíèÿ âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà.

n 1145,9

n2
= 1
= =114,59îá/ìèí

u 10

5.2.5 Îðèåíòèðîâî÷íàÿ ñêîðîñòü ñêîëüæåíèÿ â çàöåïëåíèè.

Vñê
ì/ñ

5.2.6 Âûáîð ïðîôèëÿ ÷åðâÿêà è ìàòåðèàëîâ ÷åðâÿ÷íîé ïàðû.

Ïðèíèìàåì àðõèìåäîâ ÷åðâÿê ZA èç ñòàëè 20 ñ öåìåíòàöèåé è çàêàëêîé äî òâåðäîñòè 56 … 63 HRC, âèòêè øëèôîâàííûå è ïîëèðîâàííûå. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî Vck
< 4ì/ñ, ïî òàáëèöå ïðèíèìàåì â êà÷åñòâå ìàòåðèàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà áåçîëîâÿííóþ áðîíçó ÁðÀ9ÆÇË ñ õàðàêòåðèñòèêàìè: E2
=(0.88...1.14)·105
ÌÏà; v2
=0.35ì/ñ; σT2
=196...343 ÌÏà; σâ2
=490...588 ÌÏà.

5.2.7  ñîîòâåòñòâèè ñ òàáëè÷íûìè äàííûìè ïðè V=2,077 ì/ñ ïðèíèìàåì 8 ñòåïåíü òî÷íîñòè (nT
=8)

5.2.8 Îðèåíòèðîâî÷íûé ÊÏÄ ïåðåäà÷è.

0,98 0,98

η
= = =0,873

1 +0,25f⋅u 1 +0,25⋅0,049⋅10

ãäå f=tgϕ=tg2°49’
39,17”
=0,049–
ïðèâåäåííûé êîýôôèöèåíò òðåíèÿ â çàöåïëåíèè;

φ
=3,5-0,92·ln(Vñê
)=3,5-0,92·ln(2,077)=20
49’
39,18”
–
ïðèâåäåííûé óãîë òðåíèÿ.

5.2.9 Ìîùíîñòü íà âàëó ÷åðâÿêà.

T ⋅n 65,356⋅114,59

P1
= 2 2
= =0,898êÂò

9550⋅0,901 9550⋅0,873

5.2.10 Êîýôôèöèåíò äèàìåòðà ÷åðâÿêà. q=0,25z2
=0,25⋅40 =10 ïî ÃÎÑÒ 19672-74

5.2.11 Êîýôôèöèåíò íàãðóçêè.

K=Kβ
·Kv
=1,02·1,14=1,163

Kβ
- êîýôôèöèåíò íåðàâíîìåðíîñòè

ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçêè ïî äëèíå ëèíèè êîíòàêòà â ñëåäñòâèå äåôîðìàöèè ÷åðâÿêà;

⎛ 1 ⎞ ⎛ 1 ⎞

θ
=9⋅(q−4)⋅⎜⎜
1 + z
1 ⎟⎟⎠
=9⋅(10−4)⋅⎜⎝
1 +4
⎟⎠
=67,5–
êîýôôèöèåíò äåôîðìàöèè ÷åðâÿêà. ⎝

T t

vcp
=
∑
T
maxi
⋅
t
Σ
i
=1⋅0,3+0,8⋅0,7 =0,87 - ñðåäíÿÿ îòíîñèòåëüíàÿ íàãðóçêà;

Kv
=0,3+0,1⋅nT
+0,02⋅Vñê
=0,3+0,1⋅8+0,02⋅2,077 =1,14 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé äèíàìè÷åñêóþ íàãðóçêó.

5.6 Äîïóñêàåìûå êîíòàêòíûå íàïðÿæåíèÿ.

5.6.1 Äëÿ áåçîëîâÿííîé áðîíçû

[σ]H
= [σ]H
0
⋅C
V
′ = 300⋅0,823 = 246,9

ãäå [σ]H
0
= 300 ÌÏà –
èñõîäíîå äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå ìàòåðèàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà ïðè øëèôîâàííûõ è ïîëèðîâàííûõ ñ òâåðäîñòüþ HRCý
≥
45;

CV
′ =1 −0.085⋅Vñê
=1 −0,085⋅2,077 =0,823 - êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé âëèÿíèå ñêîðîñòè ñêîëüæåíèÿ íà çàåäàíèå.

5.7 Îïðåäåëåíèå îñíîâíûõ ðàçìåðîâ.

5.7.1 Ìåæîñåâîå ðàññòîÿíèå:

K⋅T 1,163⋅65,356 aw
= 625⋅3 2
2
=625⋅3
2
=68ìì

[σ]H
247

5.7.2 Ðàñ÷åòíûé ìîäóëü:

2⋅a 2⋅68

m= w
= =2,72ìì. z2
+q 40+10

Ïî ÃÎÑÒ 2144-76 ïðèíèìàåì m = 3,15ìì.

5.7.3 Ìåæîñåâîå ðàññòîÿíèå ïðè ñòàíäàðòíûõ çíà÷åíèÿõ m è q:

m(q+z ) 3,15⋅(10+4

5.7.4 Êîýôôèöèåíò ñìåùåíèÿ

xìì

5.7.5 Ãåîìåòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ïåðåäà÷è:

×åðâÿê
Äåëèòåëüíûé äèàìåòð: d1
=m⋅q =3,15⋅10 =31,5ìì.

Äèàìåòð âåðøèí âèòêîâ: da1
=d1
+2m=31,5+2⋅3,15 =37,8ìì.

Äèàìåòð âïàäèí âèòêîâ: df1
=d1
−2,4m=31,5−2,4⋅3,15 =23,94ìì.

z 4

Äåëèòåëüíûé óãîë ïîäú¸ìà âèòêà: γ
=arctg 1
=arctg =21°48'5,07''

q 10

⎛ z ⎞

Íà÷àëüíûé óãîë ïîäúåìà âèòêà: γ
w
=arctg⎜⎜
q
+
2
1
⋅
x
⎟⎟
⎠
=arctg⎜⎝
⎛
10
+
4
2
⋅
0
⎠
⎞
⎟ =21°48'5,07'' ⎝

Óãîë ïðîôèëÿ âèòêà â íîðìàëüíîì ñå÷åíèè ÷åðâÿêà íà íà÷àëüíîì öèëèíäðå: α
nw
=arctg(tg20°⋅cosγo
=arctg(tg20°⋅cos21ο
48'5,07'') =18°40'19,41''

Äëèíà íàðåçíîé ÷àñòè ÷åðâÿêà: b1
≥(12,5 +0,09⋅z2
)⋅m=(12,5 +0,09⋅40)⋅3,15 =50,71ìì.

×åðâÿ÷íîå êîëåñî

Øèðèíà çóá÷àòîãî âåíöà: z1
=4; b2
≤0,67⋅da1
=0,67⋅37,8=25,32ìì.

Íà÷àëüíûé è äåëèòåëüíûå äèàìåòðû: d2
=dw2
=m⋅z2
=3,15⋅40 =126ìì.

Äèàìåòð âåðøèí çóáüåâ: da2
=d2
+2⋅m=126+2⋅3,15 =132,3ìì.

Äèàìåòð âïàäèí çóáüåâ: df2
=d2
−2,4m=126−2,4⋅3,15 =118.44ìì.

6⋅m 6⋅3,15

Íàèáîëüøèé äèàìåòð: daM2
≤da2
+ =132,3+ =135,45ìì.

z1
+2 4+2

b 25,32

Óñëîâíûé óãîë îáõâàòà: 2δ
=2⋅arcsin 2
=2⋅arcsin =88°42'52,42''. da1
−0.5⋅m 37,8−0,5⋅3,15

5.8 Îêðóæíûå ñêîðîñòè.

π
⋅d ⋅n π
⋅31,5⋅1145,9

Íà ÷åðâÿêå: V1
= w1 1
= =1,889ì/ñ. 60000 60000

π
⋅d ⋅n π
⋅126⋅114,59

Íà êîëåñå: V2
= w2 2
= =0,756ì/ñ.

60000 60000

5.9 Ñêîðîñòü ñêîëüæåíèÿ.

V 1,889

Vñê
= 1
= =2,034ì/ñ

cosγ
w
cos21°48'5,07''

5.10 Óòî÷íåíèå ÊÏÄ ïåðåäà÷è, êðóòÿùåãî ìîìåíòà è ìîùíîñòè íà ÷åðâÿêå.

5.10.1 ÊÏÄ ÷åðâÿ÷íîãî çàöåïëåíèÿ:

tgγ tg21°48'5,07"

ηçàö
= w
= =0,871

tg(γw
+ϕ) tg(21°48'5,07"+2°50'48,47'')

ϕ=3,5−0,92⋅ln(Vck
) =3,5−0,92⋅ln(2,034) =2°50'48,47''- óòî÷í¸ííûé ïðèâåä¸ííûé óãîë òðåíèÿ

5.10.2 Îáùèé ÊÏÄ ÷åðâÿ÷íîãî ðåäóêòîðà

η
= η
çàö
⋅η
ð
=0,871⋅0,98=0,854

ãäå ηр
= 0,98 –
ÊÏÄ ó÷èòûâàþùèé ïîòåðè íà ðàçáðûçãèâàíèå è ïåðåìåøèâàíèÿ ìàñëà.

T 65,356

5.10.3 Êðóòÿùèé ìîìåíò íà âàëó ÷åðâÿêà:T1
= 2
= =7,65Íì. u⋅η
10⋅0,854

5.10.4 Ìîùíîñòü íà âàëó ÷åðâÿêà:P1
êÂò.

5.11 Ñèëû â çàöåïëåíèè.

5.11.1 Îêðóæíàÿ ñèëà íà êîëåñå (îñåâàÿ íà ÷åðâÿêå):

2000⋅T 2000⋅65,356

Ft2
=Fx1
= 2
= =1037,39Í.

dw2
126

5.11.2 Îêðóæíàÿ ñèëà íà ÷åðâÿêå (îñåâàÿ íà êîëåñå):

2000⋅T 2000⋅7,65

Ft1
=Fx2
= 1
= =485,71Í.

dw1
31,5

5.11.3 Ðàäèàëüíàÿ ñèëà: F
r
=Ft2
⋅tgα
=1037,39⋅tg20° =377,57Í.

5.12 Ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò ïî êîíòàêòíûì íàïðÿæåíèÿì.

5.12.1 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ìåõàíè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàòåðèàëîâ:

π
(1 −0,35 )⋅0,88⋅10 +(1 −0,49)⋅2,06⋅10

Çäåñü Å1
è Å2
–
ìîäóëè óïðóãîñòè ìàòåðèàëîâ ÷åðâÿêà è âåíöà êîëåñà â ÌÏà

v1
è v3
–
êîýôôèöèåíòû Ïóàññîíà ìàòåðèàëîâ ÷åðâÿêà è âåíöà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà

5.12.2 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ôîðìó ïîâåðõíîñòåé:

2⋅cos2
γ
w
2⋅cos2
21°48'5,07''

ZH
= = =1,82

sin2⋅α
nw
sin2⋅18°40'19,41''

5.12.3 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ñóììàðíóþ äëèíó êîíòàêòíûõ ëèíèé:

1 1

Zε
= = =0,848, ãäå

ε
α
⋅Kε
1,85⋅0,75

3,9 3,9

ε
α
=1,95− =1,95− =1,852 - êîýôôèöèåíò òîðöåâîãî ïåðåêðûòèÿ,

z2
40

Kε
=0,75 - êîýôôèöèåíò èçìåíåíèÿ ñóììàðíîé äëèíû êîíòàêòíûõ ëèíèé.

5.12.4 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé óñëîâíûé óãîë îáõâàòà:

360° 360°

Zδ
= = =2,01.

2⋅δ
88°42'52,42''

5.12.5 Óòî÷íåíèå êîýôôèöèåíòà íàãðóçêè

K =Kβ
⋅Kv
=1,02⋅1,14=1,162 ãäåK
β
= 1,02 –
êîýôôèöèåíò íåðàâíîìåðíîñòè ðàñïðåäåëåíèÿ íàãðóçêè ïî äëèíå ëèíèè êîíòàêòà,

âñëåäñòâèå äåôîðìàöèè ÷åðâÿêà, îñòàëñÿ ïðåæíèì, òàê êàê íå èçìåíèëèñü q è θ
,

Kv
=0,3+0,1⋅nT
+0,02⋅Vñê
=0,3+0,1⋅8+0,02⋅2,034=1,14 - èçìåíèëàñü ñêîðîñòü ñêîëüæåíèÿ.

5.12.6 Óòî÷íåíèå äîïóñêàåìîãî êîíòàêòíîãî íàïðÿæåíèÿ: [δ]H
= [δ]H
0
⋅CV
′ =300⋅0,827 =248,13ÌÏà , ãäå CV
′ =1 −0,085⋅2,034=0,827

5.12.7 Äåéñòâèòåëüíûå êîíòàêòíûå íàïðÿæåíèÿ:

25,2 K⋅T 25.2 1,162⋅65,356

δ
H
=ZM
⋅ZH
⋅Zτ
⋅Zδ
⋅ ⋅ 2
=203,01⋅1,82⋅0,848⋅2,01⋅ ⋅ =195,56 ÌÏà

d2
ddw
1 126 31,5

Óñëîâèå ïðî÷íîñòè ïî êîíòàêòíûì íàïðÿæåíèÿì âûïîëíåíî, ò.ê. σH
π [δ]H
= 246ÌÏà

5.12.8 Ïðîâåðêà íà ñòàòè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü:

T

δ
Íïèê
= δ
H
⋅ max
=195,56⋅ 2.2 =290ÌÏà –
äåéñòâèòåëüíîå ïèêîâîå íàïðÿæåíèå

Tíîì

[δ]ст
=2⋅δ
T2
=2⋅270 =540ÌÏà –
ïðåäåëüíî äîïóñòèìîå êîíòàêòíîå íàïðÿæåíèå.

Ñòàòè÷åñêàÿ ïðî÷íîñòü îáåñïå÷åíà, ò.ê. σНпик
< [δ]ст
= 540ÌÏà.

Óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè 5.12.7 è 5.12.8 âûïîëíÿþòñÿ. Ìàòåðèàë êîëåñà îñòàâëÿåì ïðåæíèì.

5.13 Ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò çóáüåâ êîëåñà íà ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå

5.13.1 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé ñóììàðíóþ äëèíó êîíòàêòíûõ ëèíèé:

cosγ
cos21°48'5,07''

Y

α ε

5.13.2 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé óñëîâíûé óãîë îáõâàòà:

360° 360°

Yδ
= = =4,058

2⋅δ
88°42'52,42''

5.13.3 Êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé íàêëîí çóáà êîëåñà:

λ
21°48'5,07''

Yγ
=1 − =1− =0,844

140° 140°

5.13.4 Êîýôôèöèåíò ôîðìû çóáà:

z 40

Ïðè x
=0 è zV
= 2
3
=
3
=50

cosγ
cos21°48'5,07''

êîýôôèöèåíò ôîðìû çóáà áóäåò YF
=2,19.

5.13.5 Óñëîâíûé áàçîâûé ïðåäåë èçãèáíîé âûíîñëèâîñòè çóáüåâ êîëåñà äëÿ áðîíç ïðè íåðåâåðñèâíîé íàãðóçêå:

δ
F0
=0,14⋅δ
â2
+0,44⋅δ
T2
=0,14⋅540+0,44⋅270 =194,4ÌÏà.

5.13.6 Êîýôôèöèåíò ðåæèìà:

µ
=

9 ∑
t
t
Σ
i
⎛
⎜⎜⎝
T
T
maxi
⎞
⎟⎟⎠
=0,35⋅( )1 +0,65⋅(0.8) =0,437

5.13.7 Ýêâèâàëåíòíîå ÷èñëî öèêëîâ:

NFE
=25⋅107

5.13.7 Êîýôôèöèåíò äîëãîâå÷íîñòè:

NF0
9 106 7 =0,543 KFL
=9 =

NFE
25⋅10

5.13.8 Äîïóñêàåìîå íàïðÿæåíèå èçãèáà:

δ

[δ]F
= F0
⋅KFL
= ÌÏà

SF

ãäå S
F
=1,75- êîýôôèöèåíò áåçîïàñíîñòè.

5.13.9 Íàïðÿæåíèå èçãèáà â çóáüÿõ:

F ⋅K 1037⋅1,73

δ
F
=Yε
⋅Yδ
⋅Yγ
⋅YF
⋅ t2
=0,668⋅4,058⋅0,844⋅2,193⋅ =28,87ÌÏà

π
⋅dw1
⋅m π
⋅31,5⋅3,15

σF
< [δ]F
0
= 60,32ÌÏà.

5.13.10 Ïðîâåðî÷íûé ðàñ÷åò çóáüåâ êîëåñà íà ñòàòè÷åñêóþ ïðî÷íîñòü ïðè èçãèáå:

T

δ
Fïïè
= δ
F
⋅ max
=28,87⋅2,2 =63,52 ÌÏà –
äåéñòâèòåëüíîå ïèêîâîå íàïðÿæåíèå

Tíîì

[δ]Нст
= 0,8⋅δT
2
=0.8⋅270 =216ÌÏà –
ïðåäåëüíî äîïóñòèìîå íàïðÿæåíèå èçãèáà.

σFппи
π [ ]σ Fсста
= 216ÌÏà

Óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè 5.13.10 è 5.13.11 âûïîëíÿþòñÿ. Ìàòåðèàë êîëåñà îñòàâëÿåì ïðåæíèì.

5.14 Òåïëîâîé ðàñ÷åò

5.14.1 Òåìïåðàòóðà ìàñëà ïðè óñòàíîâèâøåìñÿ ðåæèìå:

1000⋅P ⋅(1 − η)
1000⋅1,087⋅(1 −0,854) tóñò
=t0
+ 2
=20+ =65,1°Ñ < [t] =70°Ñ

k⋅A⋅(1 + ψ)
15⋅0,125⋅(1 +0,3)

t0
=20°Ñ - òåìïåðàòóðà îêðóæàþùåé ñðåäû; k=15Âò/(ì2
ãðàäóñ) –
êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è;

A≈20⋅aw
2
=20⋅0,0792
=0,125ì2
–
ñâîáîäíàÿ ïîâåðõíîñòü îõëàæäåíèÿ êîðïóñà ðåäóêòîðà; ψ
=0.3- êîýôôèöèåíò, ó÷èòûâàþùèé òåïëîîòâîä â ôóíäàìåíòàëüíóþ ïëèòó èëè ðàìó ìàøèíû.

Òåìïåðàòóðíûé ðåæèì óäîâëåòâîðèòåëüíûé.

5.15 Ðàñ÷åò ÷åðâÿêà íà æåñòêîñòü.

Ðàññòîÿíèå ìåæäó ñåðåäèíàìè îïîð âàëà ÷åðâÿêà ïðè ïðèáëèæåííîì ðàñ÷åòå ìîæíî ïðèíèìàòü ðàâíûì:

L = 0.95⋅d2
= 0.95⋅126 = 119,7 ìì

Ïðàâèëüíîñòü çàöåïëåíèÿ ÷åðâÿ÷íîé ïàðû ìîæåò áûòü îáåñïå÷åíà ëèøü ïðè äîñòàòî÷íîé æåñòêîñòè ÷åðâÿêà. Ñðåäíÿÿ äîïóñêàåìàÿ ñòðåëà ïðîãèáà [f] ÷åðâÿêà ìîæåò áûòü ïðèíÿòà:

f =(0,005...0,01)m=(0,005...0,01)•315, =0,015....0,031ìì

Ñòðåëà ïðîãèáà ÷åðâÿêà, âàë êîòîðîãî îïèðàåòñÿ íà äâà ðàäèàëüíî-óïîðíûõ ïîäøèïíèêà îïðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå:

L3 (Fr1)2 +(Ft2)2 f =

48EJïð

ãäå E = 2.1 10.
5
МПа

L –
ðàññòîÿíèå ìåæäó ñåðåäèíàìè îïîð;

Jïð –
ïðèâåäåííûé ìîìåíò èíåðöèè ñå÷åíèÿ ÷åðâÿêà, îïðåäåëÿåìûé ïî ýìïèðè÷åñêîé ôîðìóëå:

πdf
4
1
da1
π•23,944
37,8 4

Jïð
= 0,375+0,625 = 0,375+0,625=21958,02ìì 64 df1
64 23,94

Íàéäåì ðåàëüíóþ ñòðåëó ïðîãèáà:

f =1197, 3 • (377,57)2 + 485( 75, )2 =0,0047ìì

f < [f], ñëåäîâàòåëüíî, óñëîâèå æåñòêîñòè âûïîëíÿåòñÿ.

6.ÏÐÎÅÊÒÍÛÉ ÐÀÑ×ÅÒ ÂÀËΠÐÅÄÓÊÒÎÐÀ È ÏÎÄÁÎÐ ÏÎÄØÈÏÍÈÊÎÂ.

Ðàññ÷èòàåì âõîäíîé è âûõîäíîé âàëû. Èç ïðåäûäóùèõ ðàñ÷åòîâ ðåäóêòîðà èçâåñòíî:

à) ìîìåíòû ïåðåäàâàåìûå âàëàìè ÒI
= 7.689 Í⋅ì è ÒII
= 65.356 Í⋅ì;

á) äèàìåòðû d1
= 31,5 ìì è d2
= 126 ìì;

6.1. Âõîäíîé âàë ÷åðâÿ÷íîãî ðåäóêòîðà.

6.1.1. Âûáîð ìàòåðèàëà âàëà.

Íàçíà÷àåì ìàòåðèàë âàëà –
ÁðÀ9Æ3Ë: σÂ
= 500 ÌÏà, σÒ
= 230 ÌÏà.

6.1.2. Ïðîåêòíûé ðàñ÷åò âàëà.

Ïðèáëèæåííî îöåíèì äèàìåòð êîíñîëüíîãî ó÷àñòêà âàëà ïðè [τ]=20 ÌÏà.

T 7,689•1000

dâ
= 3 = 3
=12 ìì

0,2[ ]τk
0.2•20

Ïî ñòàíäàðòíîìó ðÿäó ïðèíèìàåì dâ
=12 ìì, òîãäà t =2 ìì, r = 1.6 ìì, f =1.

6.1.3. Îïðåäåëèì äèàìåòðû ó÷àñòêîâ âàëà.

Äèàìåòðû ïîäøèïíèêîâûõ øååê:

dï1
= dâ
+2⋅t = 12 +2⋅2 = 16 ìì; ïðèíèìàåì dï1
= 17 ìì

6.2. Âûõîäíîé âàë.

6.2.1. Âûáîð ìàòåðèàëà âàëà.

Âûáåðåì ñòàëü 40Õ

6.2.2. Ïðèáëèæåííî îöåíèì äèàìåòð âûõîäíîãî êîíöà âàëà ïðè [τ] = 30 ÌÏà.

Ò 65.356•1000

dâ
= 3 = 3 = 20 ìì

0,2• [ ]τ 0,2•30

Ïî ñòàíäàðòíîìó ðÿäó ïðèíèìàåì dâ
=20 ìì

6.2.3. Îïðåäåëèì äèàìåòðû ó÷àñòêîâ âàëà. Äèàìåòðû ïîäøèïíèêîâûõ øååê:

dï2
= dâ
+2⋅t = 20+2⋅2 = 24 ìì;

Çíà÷åíèÿ dï
äîëæíû áûòü êðàòíû 5, ïîýòîìó ïðèíèìàåì dï2
= 25 ìì

dáï2
= dï2
+3,2⋅r = 24+3,2⋅1,6 = 29ìì

Ïî ñòàíäàðòíîìó ðÿäó ïðèíèìàåì dáï2
= 30 ìì

Çäåñü t = 2 ìì, r = 1,6 ìì, f = 1

Äèàìåòð ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà:

dñò2
= (1.6…1.8)dáï2
= (1.6…1.8)⋅30 = 48…54 (ìì) Ïðèíèìàåì dñò2
= 50ìì.

Äëèíà ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà:

lñò2
= (1.2…1.8)dáï2
= (1.2…1.8)⋅30 = 36…54 (ìì) Ïðèíèìàåì lñò2
= 40 ìì.

6.3. Ïîäáîð ïîäøèïíèêîâ.

6.3.1.Ïîäáîð ïîäøèïíèêîâ äëÿ ÷åðâÿêà.

Äëÿ ÷åðâÿêà ïðèìåì ïðåäâàðèòåëüíî ïîäøèïíèêè ðîëèêîâûå êîíè÷åñêèå 7205 ëåãêîé ñåðèè. Ñõåìà óñòàíîâêè ïîäøèïíèêîâ –
âðàñïîð. Èç òàáëèöû âûïèñûâàåì:

d = 25 ìì, D = 52 ìì, Ò = 16,5 ìì, e = 0.36.

Ñìåùåíèå òî÷êè ïðèëîæåíèÿ ðàäèàëüíîé ðåàêöèè îò òîðöà ïîäøèïíèêà:

T (d +D)e 16,5 (25+52)•0,36

a2
= + = + = 13 ìì

2 6 2 6

6.3.2.Ïîäáîð ïîäøèïíèêîâ äëÿ âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà.

Äëÿ âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà ïðèìåì øàðèêîïîäøèïíèêè ðàäèàëüíî-óïîðíûå 46303 ñðåäíåé ñåðèè. Èç òàáëèöû âûïèñûâàåì:

d = 17 ìì, D = 47 ìì,

 = 14 ìì,

α
= 260

Ñìåùåíèå òî÷êè ïðèëîæåíèÿ ðàäèàëüíîé ðåàêöèè îò òîðöà ïîäøèïíèêà:

a1
=0,5{B+0,5(D+d)tgα} =0,5{14+0,5•(47 +17)tg200
) = 15 ìì

7.ÊÎÍÑÒÐÓÊÒÈÂÍÛÅ ÐÀÇÌÅÐÛ ×ÅÐÂßÊÀ È ×ÅÐÂß×ÍÎÃÎ ÊÎËÅÑÀ.

7.1.Ðàçìåðû ÷åðâÿêà.

×åðâÿê âûïîëíÿåì çà îäíî öåëîå ñ âàëîì. Ðàçìåðû âàëà è ÷åðâÿêà áûëè îïðåäåëåíû ðàíåå, ïîýòîìó òîëüêî âûïèøåì èõ äëÿ óäîáíîãî äàëüíåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ:

- äèàìåòð äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè d1
= 31,5 ìì;

- äèàìåòð âåðøèí da1
= 37,8 ìì;

- äèàìåòð âïàäèí df1
= 23,9 ìì;

- äëèíà íàðåçàííîé ÷àñòè ÷åðâÿêà b1
= 50,7 ìì;

- äèàìåòð âàëà dáï1
= 17 ìì.

7.2.Ðàñ÷åò êîíñòðóêòèâíûõ ðàçìåðîâ ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà.

Îñíîâíûå ãåîìåòðè÷åñêèå ðàçìåðû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà áûëè íàìè îïðåäåëåíû ðàíåå. Äëÿ óäîáñòâà äàëüíåéøåãî èñïîëüçîâàíèÿ âûïèøåì èõ:

- äèàìåòð äåëèòåëüíîé îêðóæíîñòè d2
= 126 ìì;

- äèàìåòð âåðøèí da2
= 132,3 ìì;

- äèàìåòð âïàäèí df2
= 118,4 ìì;

- øèðèíà âåíöà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà b2
= 25,3 ìì;

- äèàìåòð îòâåðñòèÿ ïîä âàë d = 30 ìì;

- äèàìåòð ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà dñò2
= 50 ìì; -äëèíà ñòóïèöû ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà lñò2
= 40 ìì.

Êîëåñî êîíñòðóèðóåì îòäåëüíî îò âàëà. Èçãîòîâèì ÷åðâÿ÷íîå êîëåñî ñîñòàâíûì): öåíòð êîëåñà èç ñåðîãî ÷óãóíà, çóá÷àòûé âåíåö –
èç áðîíçû ÁðÀ9ÆÇË. Ñîåäèíèì çóá÷àòûé âåíåö ñ öåíòðîì ïîñàäêîé ñ íàòÿãîì. Òàê êàê ó íàñ íàïðàâëåíèå âðàùåíèÿ ïîñòîÿííîå, òî íà íàðóæíîé ïîâåðõíîñòè öåíòðà ñäåëàåì áóðòèê. Òàêàÿ ôîðìà öåíòðà ÿâëÿåòñÿ òðàäèöèîííîé. Îäíàêî íàëè÷èå áóðòèêà óñëîæíèò èçãîòîâëåíèå è öåíòðà, è âåíöà.

×åðâÿ÷íîå êîëåñî âðàùàåòñÿ ñ íåáîëüøîé ñêîðîñòüþ, ïîýòîìó íåðàáî÷èå ïîâåðõíîñòè îáîäà, äèñêà, ñòóïèöû êîëåñà îñòàâëÿåì íåîáðàáîòàííûìè è äåëàåì êîíóñíûìè ñ áîëüøèìè ðàäèóñàìè çàêðóãëåíèé.

Îñòðûå êðîìêè íà òîðöàõ âåíöà ïðèòóïëÿåì ôàñêàìè f ≈ 0.5m, ãäå m –
ìîäóëü çàöåïëåíèÿ.

f = 0,5⋅3,15 = 1,6 ìì

Ðàññ÷èòàåì îñíîâíûå êîíñòðóêòèâíûå ýëåìåíòû êîëåñà: Ñ = 0,25b2
= 0,25⋅25,3 = 6 ìì; δ
1
= δ
2
= 2m = 2⋅3,15 = 6,3 ìì;

8.ÐÀÑ×ÅÒ ÝËÅÌÅÍÒΠÊÎÐÏÓÑÀ ÐÅÄÓÊÒÎÐÀ.

8.1. Òîëùèíà ñòåíêè êîðïóñà è êðûøêè ÷åðâÿ÷íîãî ðåäóêòîðà:

δ
=0,04a + 2 = 0,04 · 79 + 2 = 5,16 ìì

ïðèíèìàåì δ
= 8 ìì; δ
1
= 0,032à + 2 = 0,032 · 79 + 2 = 4,53 ìì,

ïðèíèìàåì δ
= 8 ìì.

8.2. Òîëùèíà ôëàíöåâ êîðïóñà è êðûøêè:

b = b1
= 1,5δ
= 1,5 · 8 = 12 ìì

8.3.Òîëùèíà íèæíåãî ïîÿñà êîðïóñà ïðè íàëè÷èè áîáûøåê:

ð1
= 1,5δ
= 1,5 · 8 = 12 ìì;

ð2
= (2,25 ÷ 2,75)δ
= (2,25 ÷ 2,75) · 8 = 18…22 ìì; ïðèíèìàåì ð2
= 20 ìì;

8.4.Òîëùèíà ðåáåð îñíîâàíèÿ êîðïóñà è êðûøêè:

m = m1
= (0,85 ÷ 1)δ
= 6,8…8 ìì

8.5.Äèàìåòð ôóíäàìåíòíûõ áîëòîâ:

d1
= (0,03 ÷ 0,036)a + 12 = (0,03 ÷ 0,036) · 79 + 12 = 14,4…15 ìì, ïðèíèìàåì áîëòû ñ ðåçüáîé Ì16;

8.6.Äèàìåòð áîëòîâ:

ó ïîäøèïíèêîâ: d2
= (0,7 ÷ 0,75)d1
= (0,7 ÷ 0,75) · 16 = 11,2…12 ìì ïðèíèìàåì áîëòû ñ ðåçüáîé Ì8

ñîåäèíÿþùèõ îñíîâàíèå êîðïóñà ñ êðûøêîé: d3
= (0,5 ÷ 0,6)d1
= (0,5 ÷ 0,6) · 16 = 8…10 ìì ïðèíèìàåì áîëòû ñ ðåçüáîé Ì10;

8.7.Ðàçìåð øòèôòà: äèàìåòð: dø
= d3

ïðèíèìàåì dø
= 8 ìì

äëèíà: lø
= b + b1
+ 5 ìì = 12 + 12 + 5 = 29 ìì ïðèíèìàåì äëèíó øòèôòà l = 30 ìì

9.Ïðîâåðêà äîëãîâå÷íîñòè ïîäøèïíèêîâ

Âåäîìûé âàë

Ðàññòîÿíèå ìåæäó îïîðàìè (òî÷íåå, ìåæäó òî÷êàìè ïðèëîæåíèÿ ðàäèàëüíûõ ðåàêöèé R3
è R4
) l2
= 70 ìì; äèàìåòð d2
= 126 ìì.

9.1 Îïîðíûå ðåàêöèè â ïëîñêîñòè xz:

1038

R3x
= R4x
= Ft
/ 2 = = 519 H.

2

9.2 Îïîðíûé ðåàêöèè â ïëîñêîñòè yz:

R4yl2 + Frl2
- Fad2
= 0; 2 2

l d

-F
r 2
+
F
a 2
-377,57•35+485,71•63

R4y
= 2 2
= =248,35 H l2
70

R3yl2 –
Frl2
- Fad2
= 0; 2 2

l d

F
r 2
+
F
a 2
377,57•35+48571, •63

R3y
= 2 2
= =625,92 H l2
70

Ïðîâåðêà: ∑Fy
= - R3y
–
Fr
–
R4y
= - 625,92 + 377,57 + 248,35 = 0

9.3 Ñóììàðíûå ðåàêöèè:

Fr3
= R3
= R3
2
x
+R3
2
y
= 5192
+6252
= 813 H

Fr4
= R4
= R4
2
x
+R4
2
y
= 5192
+2482
= 575 H

9.4 Îñåâûå ñîñòàâëÿþùèå ðàäèàëüíûõ ðåàêöèé êîíè÷åñêèõ ïîäøèïíèêîâ: S3
= 0,83eFr3
= 0,83 · 0,360 · 813 = 243 H

S4
= 0,83eFr3
= 0,83 · 0,360 · 575 = 172 H

e = 0,360 –
êîýôôèöèåíò âëèÿíèÿ îñåâîãî íàãðóæåíèÿ

9.5 Îñåâûå íàãðóçêè ïîäøèïíèêîâ:

S3
≥ S4
; Fa
= 0; S3
< S4
; Fa
> S4
–
S3

Fa3
= S3
= 243 H;

Fa4
= S3
+ Fa
= 243 + 486 = 729 H.

«3» ïîäøèïíèê:

F
a3
= 243
= 0,298 < å,

Fr3
813

Ýêâèâàëåíòíàÿ íàãðóçêà:

Pý3
= Fr3
VKá
KT
= 813 · 1 · 1,2 · 1 = 975,6 H.

ãäå, V –
êèíåìàòè÷åñêèé êîýôôèöèåíò;

Ká
–
êîýôôèöèåíò äèíàìè÷íîñòè íàãðóçêè èëè êîýôôèöèåíò áåçîïàñíîñòè;

KT
–
êîýôôèöèåíò âëèÿíèÿ òåìïåðàòóðû ïîäøèïíèêà íà åãî äîëãîâå÷íîñòü.

«4» ïîäøèïíèê:

F
a4
= 729
= 1,268 > å,

Fr4
575

Pý4
= (XVFr3
+ YFa
) · Ká
KT
= (0,4 · 1 · 575 + 1,666 · 729) · 1,2 · 1 = 1,73 êÍ.

Ká
= 1,2 –
êîýôôèöèåíò áåçîïàñíîñòè;

KÒ
= 1,0 –
òåìïåðàòóðíûé êîýôôèöèåíò;

Õ –
êîýôôèöèåíò ðàäèàëüíîé íàãðóçêè;

V –
êîýôôèöèåíò âðàùåíèÿ îòíîñèòåëüíîãî âåêòîðà íàãðóçêè âíóòðåííåãî êîëüöà ïîäøèïíèêà.

Äîëãîâå÷íîñòü îïðåäåëÿþ äëÿ «4» ïîäøèïíèêà, ò.å. äëÿ ïîäøèïíèêà ó êîòîðîãî ýêâèâàëåíòíàÿ íàãðóçêà çíà÷èòåëüíî áîëüøå.

9.6 Ðåñóðñ ïîäøèïíèêà:

L = (C/Pý4
)m
= (23,4/1,733)3,33
= 5811 ìëí. îá.

m =3.33 –
ïîêàçàòåëü êðèâîé âûíîñëèâîñòè.

L•106
5811•106

Lh
= = = 0,84·106
÷.

60•n 60•114,59

10. ÏÐÎÂÅÐÊÀ ÏÐÎ×ÍÎÑÒÈ ØÏÎÍÎ×ÍÎÃÎ ÑÎÅÄÈÍÅÍÈß È ÏÎÑÀÄÊÈ ÂÅÍÖÀ ×ÅÐÂß×ÍÎÃÎ ÊÎËÅÑÀ.

10.1. Ðàññ÷èòàåì øïîíî÷íîå ñîåäèíåíèå äëÿ âõîäíîãî âàëà ñ øêèâîì. Øïîíêó âûáèðàåì ïðèçìàòè÷åñêóþ ïî ÃÎÑÒ 23360-78. Ðàçìåðû øïîíêè:

- ñå÷åíèå b × h = 5 × 5 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà âàëà t1
= 3 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà ñòóïèöû t2
= 2,3 ìì;

- äëèíà l = 32 ìì.

Øïîíêà ïðèçìàòè÷åñêàÿ ñî ñêðóãëåííûìè òîðöàìè. Ìàòåðèàë øïîíêè –
ñòàëü 45 íîðìàëèçîâàííàÿ. Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ è óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå:

2Т

σсм = ≤ [σ]см

d(h − t1)⋅l

Ïðè ÷óãóííîé ñòóïèöå [σ]ñì
= 70…100 ÌÏà.

Ïåðåäàâàåìûé ìîìåíò Ò = 7,689 Í⋅ì.

2Ò 2• 7.689 •1000

σñì = = =23.73ÌÏà d(h- t1
)(l - b) 12•(5 - 3)(32 -5)

σñì
< [σ]ñì
, ñëåäîâàòåëüíî, äîïóñòèìî óñòàíîâèòü øêèâ èç ÷óãóíà Ñ×32

10.2.Ðàññ÷èòàåì øïîíî÷íûå ñîåäèíåíèÿ äëÿ âûõîäíîãî âàëà.

10.2.1.Ñîåäèíåíèå âàë-êîëåñî.

Øïîíêó âûáèðàåì ïðèçìàòè÷åñêóþ ïî ÃÎÑÒ 23360-78. Ðàçìåðû øïîíêè:

- ñå÷åíèå b × h = 10 × 8 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà âàëà t1
= 5 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà ñòóïèöû t2
= 3,3 ìì;

- äëèíà l = 32 ìì.

Øïîíêà ïðèçìàòè÷åñêàÿ ñî ñêðóãëåííûìè òîðöàìè. Ìàòåðèàë øïîíêè –
ñòàëü 45 íîðìàëèçîâàííàÿ. Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ è óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå:

2Т

σ = ≤ [σ]см l

Ïðè ÷óãóííîì öåíòðå êîëåñà [σ]ñì
= 70…100 ÌÏà.

Ïåðåäàâàåìûé ìîìåíò Ò = 65,356 Í⋅ì.

2Ò 2• 65.356 •1000

σñì = = =66ÌÏà d(h-t1)(l- b) 30 •(8-5)(32-10)

σñì
< [σ]ñì
, ñëåäîâàòåëüíî, äîïóñòèìî öåíòð ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà èçãîòîâèòü èç ñåðîãî ÷óãóíà Ñ×20

10.2.2.Ñîåäèíåíèå âàëà ñ èñïîëíèòåëüíûì ìåõàíèçìîì:

10.2.3. Øïîíêó âûáèðàåì ïðèçìàòè÷åñêóþ ïî ÃÎÑÒ 23360-78. Ðàçìåðû øïîíêè:

2Ò 2• 65.356 •1000

σñì = = =67ÌÏà

d(h-t1)(l- b) 20(6-3.5)(45 - 6)

- ñå÷åíèå b × h = 6 × 6 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà âàëà t1
= 3,5 ìì;

- ãëóáèíà ïàçà t2
= 2,8 ìì;

2Т

σсм = ≤ [σ]см

d(h − t1)⋅l

- äëèíà l = 45 ìì.

Øïîíêà ïðèçìàòè÷åñêàÿ ñî ñêðóãëåííûìè òîðöàìè. Ìàòåðèàë øïîíêè –
ñòàëü 45 íîðìàëèçîâàííàÿ. Íàïðÿæåíèÿ ñìÿòèÿ è óñëîâèÿ ïðî÷íîñòè îïðåäåëÿåì ïî ôîðìóëå:

Ïðè ÷óãóííîé ñòóïèöå [σ]ñì
= 70…100 ÌÏà.

Ïåðåäàâàåìûé ìîìåíò Ò = 65,356 Í⋅ì.

σñì
< [σ]ñì

11. ÂÛÁÎÐ ÑÌÀÇÊÈ ÐÅÄÓÊÒÎÐÀ È ÓÏËÎÒÍÈÒÅËÜÍÛÕ ÓÑÒÐÎÉÑÒÂ.

11.1 Âûáîð ñèñòåìû è âèäà ñìàçêè.

Ïðè ñêîðîñòè ñêîëüæåíèÿ â çàöåïëåíèè VS
=2,034 ì/ñ, ðåêîìåíäóåìàÿ âÿçêîñòü ν
50
= 266 ñÑò. Ïî ÃÎÑÒó íåôòåïðîäóêòîâ ïðèíèìàþ ìàñëî òðàíñìèññèîííîå ÒÀÄ-17è(ÃÎÑÒ 23652-79).

Èñïîëüçóåì êàðòåðíóþ ñèñòåìó ñìàçûâàíèÿ.  êîðïóñ ðåäóêòîðà çàëèâàåì ìàñëî, íà âûñîòó âèòêà, íî íå âûøå öåíòðà òåëà êà÷åíèÿ ïîäøèïíèêà. Ïðè âðàùåíèè êîëåñà ìàñëî áóäåò óâëåêàòüñÿ åãî çóáüÿìè, ðàçáðûçãèâàòüñÿ, ïîïàäàòü íà âíóòðåííèå ñòåíêè êîðïóñà, îòêóäà ñòåêàòü â íèæíþþ åãî ÷àñòü. Âíóòðè êîðïóñà îáðàçóåòñÿ âçâåñü ÷àñòèö ìàñëà â âîçäóõå, êîòîðûì ïîêðûâàþòñÿ ïîâåðõíîñòè ðàñïîëîæåííûõ âíóòðè êîðïóñà

äåòàëåé, â òîì ÷èñëå è ïîäøèïíèêè.

Îáúåì ìàñëÿíîé âàííû V = 0,75 ë.

11.2 Âûáîð óïëîòíåíèé.

È äëÿ ÷åðâÿêà, è äëÿ ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà âûáåðåì ìàíæåòíûå óïëîòíåíèÿ ïî ÃÎÑÒ 8752-79. Óñòàíîâèì èõ ðàáî÷åé êðîìêîé âíóòðü êîðïóñà òàê, ÷òîáû îáåñïå÷èòü ê íåé õîðîøèé äîñòóï ìàñëà.

12. Ñáîðêà ðåäóêòîðà

Ïåðåä ñáîðêîé âíóòðåííþþ ïîëîñòü êîðïóñà òùàòåëüíî î÷èùàþò è ïîêðûâàþò ìàñëîñòîéêîé êðàñêîé. Ñáîðêó ðåäóêòîðà ïðîèçâîäÿò â ñîîòâåòñòâèè ñ ÷åðòåæîì îáùåãî âèäà. Íà÷èíàþò ñáîðêó ñ òîãî, ÷òî íà ÷åðâÿ÷íûé âàë 0 íàäåâàþò êðûëü÷àòêè è ðàäèàëüíî-óïîðíûå ïîäøèïíèêè, ïðåäâàðèòåëüíî íàãðåâ èõ â ìàñëå äî 80-100Ñ. Ñîáðàííûé ÷åðâÿ÷íûé âàë âñòàâëÿþò â êîðïóñ.

âàëà; çàòåì íàäåâàþò ðàñïîðíóþ âòóëêó è óñòàíàâëèâàþ Âíà÷àëå ñáîðêè âàëà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà çàêëàäûâàþò øïîíêó è íàïðåññîâûâàþò êîëåñî äî óïîðà â áóðò ò ðîëèêîâûå êîíè÷åñêèå ïîäøèïíèêè, íàãðåòûå â ìàñëå. ïîâåðõíîñòè ñòûêà ôëàíöåâ ñïèðòîâûì ëàêîì. Äëÿ öÑîáðàííûé âàë óêëàäûâàþò â îñíîâàíèå êîðïóñà è íàäåâàþåíòðîâêè êðûøêó óñòàíàâëèâàþò íà êîðïóñ ñ ïîìîùüþ äâóõ ò êðûøêó êîðïóñà, ïîêðûâàÿ ïðåäâàðèòåëüíî êîíè÷åñêèõ øòèôòîâ è çàòÿãèâàþò áîëòû. Çàêëàäûâàþò â ïîäøèïíèêîâûå ñêâîçíûå êðûøêè ðåçèíîâûå ìàíæåòû è óñòàíàâëèâàþò êðûøêè ñ ïðîêëàäêàìè.

Ââåðòûâàþò ïðîáêó ìàñëîñïóñêíîãî îòâåðñòèÿ ñ ïðîêëàäêîé è ìàñëîóêàçàòåëü. Çàëèâàþò â ðåäóêòîð ìàñëî è çàêðûâàþò ñìîòðîâîå îòâåðñòèå êðûøêîé.

Ñîáðàííûé ðåäóêòîð îáêàòûâàþò è èñïûòûâàþò íà ñòåíäå â ñîîòâåòñòâèè ñ òåõíè÷åñêèìè óñëîâèÿìè.

Ïðèëîæåíèå

Ïðèìå-

÷àíèå

ÊÍÓ

ãðóïïà ÕÒ –
01

Ïðèìå-

÷àíèå

Ëèòåðàòóðà

1. Àðêóøà À.È. Òåõíè÷åñêàÿ ìåõàíèêà. Òåîðåòè÷åñêàÿ ìåõàíèêà è ñîïðîòèâëåíèå ìàòåðèàëîâ. Ì., «Âûñøàÿ øêîëà», 1989.

2. Àðòîáîëåâñêèé È.È. Òåîðèÿ ìàøèí è ìåõàíèçìîâ. Ì., «Íàóêà», 1975.

3. Áàáóëèí Í.À. Ïîñòðîåíèå è ÷òåíèå ìàøèíîñòðîèòåëüíûõ ÷åðòåæåé. Ì.: «Âûñøàÿ øêîëà», 1987.

4. Äåòàëè ìàøèí, àòëàñ êîíñòðóêöèé / Ïîä ðåä. Ðåøåòîâà Ä.Í. Ì.: Ìàøèíîñòðîåíèå, 1979

5. Äóíàåâ Ï.Ô., Ëåëèêîâ Î.Ï. Äåòàëè ìàøèí. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå. Ì.: «Âûñøàÿ øêîëà», 1990.

6. Èöêîâè÷ Ã.Ì., Êèñåëåâ Â.À. è äð. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1965.

7. Êóêëèí Í.Ã., Êóêëèíà Ã.Ñ. Äåòàëè ìàøèí. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1987.

8. Ìåòîäè÷åñêèå óêàçàíèÿ è âàðèàíòû ê çàäàíèÿì äëÿ ñòóäåíòîâ íåìåõàíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé. Áèøêåê, «Êûðãûçñêèé Òåõíè÷åñêèé Óíèâåðñèòåò»; ñîñò. Ïàíîâà Ë.Ò., Öîé Ó.À., 1996.

9. Ìåòîäè÷åñêèé óêàçàíèÿ ê âûïîëíåíèþ êóðñîâîãî ïðîåêòèðîâàíèÿ äëÿ ñòóäåíòîâ íåìåõàíè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé. Ôðóíçå, «Ôðóíçåíñêèé Ïîëèòåõíè÷åñêèé Èíñòèòóò»; ñîñò. Ôðåéç Â.Í., Óñóáàëèåâ Æ.Ó.

10.×åðíàâñêèé Ñ.À., Èöêîâè÷ Ã.Ì. è äð. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1979.

11.×åðíàâñêèé Ñ.À., Ñíåñàðåâ Ã.À. Ïðîåêòèðîâàíèå ìåõàíè÷åñêèõ ïåðåäà÷. Ì., «Ìàøèíîñòðîåíèå», 1984.

12.Øåéíáëèò À.Å. Êóðñîâîå ïðîåêòèðîâàíèå äåòàëåé ìàøèí. Ì., «Âûñøàÿ øêîëà», 1991.

Ñîäåðæàíèå

Çàäàíèå……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………2

1. Ñòðóêòóðíûé àíàëèç ìåõàíèçìà…………………………………………………………………………………………………………………………..3

2. Êèíåìàòè÷åñêèé àíàëèç ìåõàíèçìà ïîäàò÷èêà õëåáîðåçàòåëüíîé ìàøèíû ÌÐÕ –
200………5

3. Äèíàìè÷åñêèé àíàëèç ìåõàíèçìà………………………………………………………………………………………………………………………….8

4. Êèíåìàòè÷åñêèé ðàñ÷åò ïðèâîäà……………………………………………………………………………………………………………………...…13

5. Ðàñ÷åò ÷åðâÿ÷íîé ïåðåäà÷è…………………………………………………………………………………………………………………………….........15

6. Ïðîåêòíûé ðàñ÷åò âàëîâ ðåäóêòîðà è ïîäøèïíèêîâ………………………………………………………………………...……..23

7. Êîíñòðóêòèâíûå ðàçìåðû ÷åðâÿêà è ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà………………………………………………………………………..25

8. Ðàñ÷åò ýëåìåíòîâ êîðïóñà ðåäóêòîðà…………………………………………………………………………………………………………….26

9. Ïðîâåðêà äîëãîâå÷íîñòè ïîäøèïíèêîâ…………………………………………………………………………………………………………..…27

10. Ïðîâåðêà ïðî÷íîñòè øïîíî÷íîãî ñîåäèíåíèÿ è ïîñàäêè âåíöà ÷åðâÿ÷íîãî êîëåñà………………...30

11. Âûáîð ñìàçêè è óïëîòíèòåëüíûõ óñòðîéñòâ………………………………………………………………………………………………..32

12. Ñáîðêà ðåäóêòîðà………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...33

Ïðèëîæåíèå………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..34

Ëèòåðàòóðà………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………37