Расчет вала механизма натяжения ремня вентилятора
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО
«Сибирский государственный технологический университет»
Факультет: Механический
Кафедра: технологии конструкционных материалов и машиностроения
Расчет вала механизма натяжения ремня вентилятора.
Пояснительная записка
Руководитель:
___________Гончарова Я.С.
(подпись)
_____________________
(оценка) (дата)
Разработал:
Студент гр. 91-01
Горнаков ____________
(подпись)
Содержание
1 Расчет посадки с натягом
1.1 Требования, предъявляемые к посадке с натягом
1.2 Расчет посадки с натягом
2 Выбор посадки для гладкого цилиндрического сопряжения и расчет
калибров
2.1 Выбор посадки для сопряжения «ось – распорная втулка»
2.2 Расчет исполнительных размеров калибров
3 Выбор посадки шлицевого соединения
4 Расчет и выбор посадок колец подшипника качения
4.1 Характеристика подшипников качения
4.2 Расчет и выбор посадок колец подшипника качения
4.3 Определение монтажного зазора
Список использованной литературы
Задание на курсовое проектирование
Тема: «Расчет механизма натяжения ремня вентилятора»
Таблица А1 – Исходные данные для расчета(вариант 4)
Сопряжение
а
б
в
г
d, мм
d2,
мм
l,
мм
Мкр, Нм
Р,
Кн
d,
мм
Шпонка призматическая, соединение плотное
l,
мм
Номер подшип.
R,
кН
класс
30
55
45
100
0,6
35
35
107
0,5
6
Примечание:
1. Узел работает спокойно, нагрузка спокойная
2. Материал вала – Сталь 45.
3. Материал втулки – Сталь 15.
Таблица А2 – Исходные данные для расчета размерной цепи
|
A1 |
A2,A3 |
A4 |
A5 |
A6 |
A0 |
|
108H9 |
19h7 |
65h9 |
5js10 |
5js10 |
0.2-0.5 |
Привод вентилятора осуществляется 2-мя клиновыми ремнями. Крыльчатка вентилятора устанавливается на фланец шкива. Шкив установлен на 2-х подшипниках на оси. Ось запрессована в кронштейн. В оси нарезана резьба, в которую завинчивается натяжной болт с контргайкой. В кронштейне имеются отверстия – прорези, позволяющие перемещать на определенную величину вентилятор в сборе и тем самым регулировать натяжение ремня.
2. Расчет посадки с натягом.
2.1 Требования, предъявляемые к посадке с натягом
Посадки с натягом в механизмах и машинах применяют для соединения деталей и передачи крутящего момента. Прилагаемый к сопряжению крутящий момент должен передаваться за счет сил трения, возникающих на сопрягаемых поверхностях деталей под воздействием натяга. При выборе посадки для конкретного сопряжения необходимо выдержать два условия:
1.При наименьшем натяге должна обеспечиваться передача внешнего момента, осевой силы или их совместного действия.
2.При наибольшем натяге выбранная посадка не должна разрушать сопрягаемые детали.
2.2Расчет посадки с натягом
Для расчета предложено сопряжение шкиф - ось. По заданию (пункт «а», рис. 7) на сопряжение действует крутящий момент и осевая сила, поэтому расчет посадки с натягом будем вести для условия совместного действия крутящего момента и осевой силы.
Условия выбора посадки:
; ;
где ;- допустимый минимальный и максимальный натяги в сопряжении;
; - минимальный и максимальный натяги выбранной посадки.
Величину наименьшего натяга при условии, что сопрягаемые поверхности идеально гладкие, рассчитывают по формуле
(1.1)
где pэ – удельное эксплуатационное давление по поверхности контакта, Па;
d-номинальный диаметр соединения, м;
Е1, Е2 – модули упругости соединяемых деталей (Е1и Е2=2,0)
С1, С2 –коэффициент Ляме.
Определим величину удельного контактного эксплутационного давления:
(1.2)
где n – коэффициент запаса прочности соединения на возможные перегрузки, принимаю n=1
Мкр – крутящий момент
Р – осевая сила
d, l- номинальные диаметр и длина соединения.
f- коэффициент трения.(приложения А.2)
Определим наименьший расчетный натяг , предварительно определив коэффициенты Ляме:
(1.3)
(1.4)
где d1, d2, - диаметры колец, мм;
и - коэффициенты Пуассона для металлов вала и отверстия, принимаю равными =0,3 и =0,3.
;
;
Определим минимальный натяг [], обеспечивающий передачу заданного крутящего момента и осевой силы:
[]=; (1.5)
где - поправка на смятие неровностей детали;
- поправка на различные температурные условия сборки и работы,а также различные коэффициенты линейного расширения деталей;
- поправка на деформацию деталей от центробежных сил.
Учитывая, что сборка и эксплуатация механизма натяжения ремня вентилятора осуществляется с небольшой разницей температур, а скорость вращения колеса невысокая, примем поправки и , равными 0.
Поправку определим из выражения:
; (1.6)
где -коэффициент смятия неровностей отверстия втулки и вала, К=0,25 для деталей из одинакового материала, сборка со смазкой.
и - высота неровностей поверхностей отверстия и вала. =3,2 и =6,3 (при точности изготовления вала по 6-му квалитету, а отверстия по 7-му)
[]= 3,2+5,8 = 9 мкм
Найдем [P] по формуле:
= (1.7)
= (1.8)
где Па; Па – предел текучести.
Определим , приняв для расчета меньшее значение [P]:
= (1.9)
Определим максимально допустимый натяг []
[]=; (1.10)
где - поправка на увеличения контактного давления у торцов охватывающей детали, принимаем равной 1.
[]==95,8мкм.
Условия выбора посадки выполняются: =9,4мкм>[]=9мкм
=90мкм<[]=95,8мкм.
По стандарту ГОСТ25347-82 выберем предпочтительную посадку Ǿ45
2.3 Расчет деформаций сопрягаемых деталей.
При расчете посадок с натягом, после выбора посадки по стандарту, в необходимых случаях производят расчет деформаций сопрягаемых деталей.
Расчет деформаций деталей выполняют в тех случаях, когда эти деформации могут повлиять на работу других деталей механизма, например, деформация кольца подшипника качения может привести к заклиниванию тел качения. В наших условиях деформация вала не влияет на работу других деталей.
Величину деформации шкива определим по формуле:
; (2.1)
где - удельное давление при максимальном натяге выбранной посадки;
(2.2)
2.4 Расчет усилия запрессовки деталей.
Усилие запрессовки при сборке посадки с натягом определяется для того, чтобы выбрать оборудование и оснастку.
Рассчитаем необходимое усилие при запрессовки собираемых деталей:
; (2.3)
где - коэффициент трения при запрессовки; =(1,5-1,2)f =1,4=0,21
3. Выбор посадок шлицевых соединений.
Посадки шлицевых соединений с прямобочным профилем ГОСТ 1139-84 строятся в системе отверстия. Они осуществляются по центрирующей поверхности и по боковым поверхностям впадин втулки и зубьев вала, т.е. по D и b. или по d и b. или только по b. Допуски на элементы шлицевого соединения являются комплексными. Они включают в себя погрешность размера элемента и погрешность взаимного расположения и формы этого элемента.
Страницы: 1, 2
