Проверочный расчет размерных цепей

Задача проверочного расчета заключается в установлении правильности назначения и простановки размеров и допусков на чертежах, т.е. по заданным номинальным размерам, допускам и предельным отклонениям составляющих звеньев определяют предельные размеры замыкающего звена и устанавливают их приемлемость по условиям работоспособности изделия [17, с. 81]. Проведем проверочный расчет размерной цепи вала II.

Рис. 7.1. Размерная цепь

На все размеры назначим 7-ой квалитет точности;

А₁ – номинальная длина вала, А₁ = 108 мм;

А₂, А₅ – номинальные размеры длин цапф вала, А₂ = А₅ = 4 мм;

А₃, А₄ – номинальные размеры длин участков вала, А₃ = 31 мм, А₄ = 66 мм;

 – номинальный размер замыкающего звена.

В данной размерной цепи размеры А₂, А₃, А_4, А₅ будут уменьшающими, размер А₁ будет увеличивающим.

Определим номинальный размер замыкающего звена по формуле [17, с. 82].

(16.1)

где:

    А_j и А_k – номинальные размеры увеличивающих и уменьшающих звеньев;

    m – число увеличивающих звеньев;

    n – число уменьшающих звеньев.

Тогда, номинальный размер замыкающего звена по формуле (16.1) будет:

Согласно ГОСТ 25346-89 определим допуски для каждого звена размерной цепи.

ТА₁ = 0.035 мм, ТА₂ = 0.012 мм, ТА₃ = 0.025 мм, ТА₄ = 0.030 мм, ТА₅ = 0.012 мм.

Верхнее и нижнее предельные отклонения замыкающего звена связаны соотношениями [17, с. 82]:

		(16.2)
		(16.3)

Тогда, согласно ГОСТ 25346-89 и по формулам (16.2) и (16.3) предельные отклонения замыкающего звена будут равны:

Для выполнения проверочного расчета должны выполняться следующие условия:

		(16.4)
		(16.5)

где:

     – сумма m увеличивающих размеров;

     – сумма n уменьшающих размеров;

    – сумма допусков на m увеличивающих размеров;

     – сумма допусков на n уменьшающих размеров.

Допуск на замыкающее звено:

Размер замыкающего звена:

               

Проверим условие (16.5):

Условие выполняется, следовательно, размерная цепь рассчитана верно.

Расчет шпоночно-штифтового соединения

8.1. Расчет штифтов

Рис. 17.1.

В данном случае на шпоночное соединение действует только крутящий момент, поэтому необходимые размеры штифтов определяют, исходя из условий расчёта на срез и смятие.

Расчётная формула для определения диаметра штифта при расчёте на срез [5, с. 160]:

(17.1)

Расчётная формула для определения диаметра штифта при расчёте на смятие:

(17.2)

где:

D₁ – диаметр ступицы, мм;

М_к – крутящий момент на валу, ;

     и  – допустимые значение изгиба и кручения при смятии и срезе, МПа.

Штифты изготавливаются из стали 45. Примем , .

Для штифта вала II расчет на срез:

Для штифта вала II расчет на смятие:

    Для зубчатого колеса 2:

               

Для шестерни 3:

               

 

   

Выбранные штифты для зубчатого колеса d_ш = 3 мм и для шестерни d_ш = 1.6 мм удовлетворяют условиям прочности.

 

Расчет шпонок

 

 

Рис. 17.2.

Размеры шпонок подбирают в соответствии со стандартами по диаметру вала, после чего производят проверку шпонки на прочность по напряжениям среза [5, c. 117]:

(17.3)

   

где:

d – диаметр вала, мм;

b – ширина шпонки, мм;

l – длина шпонки, мм.

Также рассчитывают по напряжениям смятия [5, с. 117]:

(17.4)

где:

h – высота шпонки, мм.

Проверим шпонку реечного колеса на валу III на срез и смятие.

Геометрические параметры шпонки:

b=2 мм, h=2 мм, d=10 мм, l=8 мм.

Условия прочности для шпонки выполнены.

 

 

Описание конструкции

Привод расположен в двухплатном корпусе, выполненном из алюминиевого сплава Д16. Платы соединены между собой четырьмя стойками, которые включают в себя шайбы, гайки и втулки, обеспечивающие взаимное положение частей корпуса.

Двигатель ДШ80-0.16-22.5 крепится к корпусу с помощью четырех винтов M6x11 ГОСТ 1491-80. Двигатель устанавливается по посадке H7/h7 - посадка обеспечивает высокую точность соединения деталей и хорошее центрирование.

Шестерня устанавливается на вал двигателя по переходной посадке H7/k6 (все, не оговоренные далее, зубчатые колёса устанавливаются на валы по идентичной посадке) – данная посадка обеспечивает хорошее центрирование. Шестерня крепится на вал двигателя при помощи клеммового соединения.

Зубчатые колёса на вале II закреплены с помощью цилиндрических штифтов 1.6x11 и 3х16 ГОСТ 3128-70. Штифты установлены по посадке H7/m6. На валу III установлена шариковая предохранительная муфта. Опоры редуктора – радиальные подшипники 1000086 и 1000800 по ГОСТ 10058-90. Подшипники установлены по посадкам внутренних колец подшипников на валы L0/k6, внешних колец подшипников в корпус по H7/g6.

В конструкции направляющей установлен установочный винт с цилиндрическим концом (ГОСТ 1478-93), который предотвращает вращение рейки. Направляющая крепится к корпусу 2-мя винтами М3x8 ГОСТ 1491-80 и 2-мя штифтами 2x10 ГОСТ 3128-70.

Для ограничения движения рейки используются микровыключатели МП3-1 и винты М2х3 ГОСТ 1491-80. Винты ставят на эмаль XC6 для предотвращения самовыкручивания. Выключатели МП3-1 крепятся на 2 винта М1.6х16 ГОСТ 1491-80 в держатель, закреплённый на корпусе винтами М1.6х11 ГОСТ 1491-80.

В целях экономности все отверстия, которые возможно сделаны сквозными. Смазка механизма редуктора ОКБ — 122-7 по ГОСТ 18179-72. Данная смазка применяется в узлах трения приборов и точных механизмов, зубчатых зацеплениях. Обладает хорошей консервационной способностью. Шероховатость поверхностей деталей, радиальные биения, торцевые биения, допуски круглости, допуски профиля продольного биения назначены с использованием указаний ГОСТ 3325-85.

Список литературы.

1. Ю.А. Кокорев, В.А. Жаров, А.М. Торгов, Расчет электромеханического привода. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1995, 132 с.

2. Элементы приборных устройств. Курсовое проектирование. Под ред. Тищенко О.Ф. Высш. Школа. 1978, ч.1, ч.2.

3. Элементы приборных устройств. Под ред. Тищенко О.Ф. Высш. Школа. 1982, ч.1, ч.2.

4. И.С. Потапцев, Е.В. Веселова, Н.И. Нарыкова, А.В. Якименко, «Расчет и конструирование валов и опор механических передач приборов: Учебное пособие по курсу «Основы конструирования приборов», 2000

5. В.С. Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский, «Справочник по муфтам», 1973.

6. Т.И. Виляевская, Е.В. Веселова, Методические указания по выполнению домашнего задания «Проектирование опор вала передач» по курсу «Элементы приборных устройств».

7. Атлас конструкций элементов приборных устройств. Под ред. Тищенко О.Ф. М., Машиностроение, 1982, 166 с., с илл.

8. Левин И. Я. Справочник конструктора точных приборов, третье издание, изд-во Машиностроение, Москва 1967 г., 743 с.

9. ГОСТ 13733-77. Колеса зубчатые цилиндрические мелкомодульные прямозубые и косозубые. Типы. Основные параметры и размеры.

10.  В.С. Поляков, И.Д. Барбаш, О.А. Ряховский Справочник по муфтам. Л., «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1974. – 352 с., ил.

11.  Методические указания по выполнению курсовой работы по единому комплексному заданию по блоку дисциплины «Основы конструирования приборов» / Коллектив авторов– М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012. – 35 с.: ил

12. Детали машин и основы конструирования/ Под редакцией М.Н. Ерохина. – М.: КолосС, 2005. – 462 с., ил. – (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).

13. Детали машин и основы конструирования: учеб. для вузов/ Г.И. Рощин, Е.А. Самойлов, Н.А. Алексеева и др.; под ред. Г.И. Рощина и Е.А. Самойлова. – М.: Дрофа, 2006. – 415, [1], с.: ил. – (Высшее образование)

14. Расчет и конструирование валов и опор приборов; учебное пособие по курсовому проектированию «Элементы приборных устройств» / Е.В. Веселова, Н.И. Нарыкова. Под ред. О.Ф. Тищенко. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1980. – 48 с.