Курсовая работа (т): Проектирование электромеханического привода передвижения тележки для подачи в ремонт и выкатки из ремонта дизелей локомотива
Уточняем угол наклона зубьев:
; β=90
Определяем числа зубьев:
шестерни:
зуба.
Принимаем Z1=29.
колеса:
зуба.
Определяем фактическое передаточное
отношение:
.
Определяем делительные диаметры:
шестерни:
мм;
колеса:
мм.
Диаметры окружности вершин и впадин:
шестерни:
мм;
мм.
колеса:
мм;
мм.
Определяем пригодность колеса.
Условие прочности заготовок:
колеса:
; 
.
шестерни:
мм;
мм;
мм.
Определяем силы, действующие в зацеплении.
Окружная сила:
Н.
Радиальная сила:
Н;
Осевая сила:
Н.
Проверяем зубья колеса по напряжениям изгиба.
Определяем расчетное напряжение
изгиба в зубьях колеса:
МПа,
где 
- коэффициент, который учитывает
неравномерность распределения нагрузки между зубьями колеса;
- коэффициент, который учитывает
неравномерность распределения нагрузки по ширине [табл.2.5 (1)];
- коэффициент динамичности нагрузки
при расчете на изгиб;
- поправочный коэффициент;
- коэффициент формы зуба [табл.2.6
(1)], при 
;
Проверяем зубья колес по контактным
напряжениям.
,
где 
- коэффициент распределения
нагрузки между зубьями колеса; 
- коэффициент, который учитывает
неравномерность распределения нагрузки по ширине [табл. 2.3 (1)];
- коэффициент динамичности
нагрузки.
Что меньше 
МПа.
5. Предварительный расчет и
конструирование валов
Определение диаметров валов.
.1 Быстроходный вал
Рисунок 5.1 - Эскиз быстроходного
вала
Определяем диаметр хвостовика:
мм,
где Т1=400 Н - момент на валу.
Принимаем d=40 мм.
Определяем длину хвостовика:
мм.
Определяем диаметр вала под
подшипник:
мм.
Длина вала под подшипник равна:
мм,
где t=2,5 мм, r=2,5 мм [табл. 3.1 (1)].
Определяем диаметр ступицы:
мм.
Принимаем dбп=55 мм.
5.2 Тихоходный вал
Рисунок 5.2 - Эскиз тихоходного вала
Определяем диаметр хвостовика:
мм,
где Т3=7740 Н - момент на валу.
Принимаем d=95 мм.
Определяем длину хвостовика:
мм.
Принимаем 
мм.
Определяем диаметр вала под
подшипник:
мм.
Принимаем dп=105 мм.
Длина вала под подшипник равна:
мм.
где t=3,5 мм, r=3,5 мм [табл. 3.1 (1)].
Определяем диаметр ступицы:
мм.
Принимаем dбп=115 мм.
Определяем диаметр ступицы вала под
колесо:
мм.
Определяем диаметр бурта:
мм.
5.3 Промежуточный вал
Рисунок 5.3 - Эскиз тихоходного вала
Определяем диаметр ступицы вала под
колесо:
мм
где Т2=2010 Н - момент на валу.
Принимаем dк=80 мм.
Определяем диаметр вала под
подшипник:
мм.
Принимаем dп=70 мм.
Определяем диаметр бурта:
мм.
Принимаем, 
мм.
Определяем диаметр бурта:
мм.
Принимаем, dбп=78 мм.
7. Расчет реакций на валах
.1 Расчет реакций тихоходного вала
а) Реакции параллельные оси ОY.
Рисунок 7.1-Схема к расчету реакций тихоходного
вала параллельных оси ОY
;
Н;
;
Н.
б) Реакции параллельные оси OX
Рисунок 7.2-Схема к расчету реакций тихоходного вала параллельных оси ОX
;
Н;
;
Н.
в) Суммарные опорные реакции
Н;
Н.
.2 Расчет реакций быстроходного вала
а) Реакции параллельные оси ОY.
Рисунок 7.3-Схема к расчету реакций тихоходного
вала параллельных оси ОY
;
Н;
;
Н.
б) Реакции параллельные оси OХ
Рисунок 7.4-Схема к расчету реакций тихоходного
вала параллельных оси ОХ
;
Н;
;
Н.
в) Суммарные опорные реакции
Н;
Н.
.3 Расчет реакций промежуточного
вала
а) Реакции параллельные оси ОY.
Рисунок 7.5-Схема к расчету реакций тихоходного
вала параллельных оси ОY
;
Н;
;
Н.
б) Реакции параллельные оси OХ
Рисунок 7.6-Схема к расчету реакций тихоходного
вала параллельных оси ОХ
;
Н;
;
Н;
в) Суммарные опорные реакции
Н;
Н.
8. Выбор подшипников кочения
.1 Выбор подшипников для тихоходного
вала
Исходные данные:
требуемая долговечность подшипника - Lh=20000 часов;
диаметр цапфы, на которую устанавливается подшипник - d=105 мм;
частота вращения вала - n3=6 об/мин;
нагрузки, действующие на опоры: R1=21704,3 Н; R2=10852,2 Н; Fа=0;
характер нагружения - умеренные
толчки (
).
Назначаем шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии №321.
Для него: С=144 кН; С0=14,5 кН.
Для радиальных подшипников Х=1; Y=0.
Определяем эквивалентную нагрузку:
Н.
Определяем требуемую динамическую
грузоподъемность:
Н.
Определяем долговечность подшипника:
часов.
Долговечности подшипника обеспечено.
.2 Выбор подшипников для
промежуточного вала
Исходные данные:
требуемая долговечность подшипника - Lh=20000 часов;
диаметр цапфы, на которую устанавливается подшипник - d=70 мм;
частота вращения вала - n3=24 об/мин;
нагрузки, действующие на опоры: R1=1922,7Н; R2=18986,7 Н; Fа=1733,47 Н;
характер нагружения - умеренные
толчки ().
Назначаем шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии №314.
Для него: С=81,7 кН; С0=64,5 кН.
Для радиальных подшипников Х=1; Y=0.
Определяем эквивалентную нагрузку:
.
Определяем требуемую динамическую
грузоподъемность:
Н.
Определяем долговечность подшипника:
часов.
Долговечности подшипника обеспечено
.3 Выбор подшипников для
быстроходного вала
Исходные данные:
требуемая долговечность подшипника - Lh=20000 часов;
диаметр цапфы, на которую устанавливается подшипник - d=45 мм;
частота вращения вала - n3=750 об/мин;
нагрузки, действующие на опоры: R1=7764,7Н; R2=3882,3 Н; Fа=1733,47 Н;
характер нагружения - умеренные
толчки ().
Назначаем шарикоподшипник радиальный однорядный средней серии №309.
Для него: С=37,8 кН; С0=26,7 кН.
Для радиальных подшипников Х=1; Y=0.
Определяем эквивалентную нагрузку:
.
Определяем требуемую динамическую
грузоподъемность:
Н.
Так как 
, то
принимаем подшипник роликовый конический однорядный средней широкой серии
№7609. С=104 кН.
Определяем долговечность подшипника:
часов.
Долговечности подшипника обеспечено.
9. Выбор и проверка шпонок
Выбор шпонок для всех валов проводим в зависимости от диаметра вала под шпонкой:
для быстроходного вала: 
мм, 
;
для промежуточного вала: 
мм, 
;
для тихоходного вала: 
мм, 
; 
мм, 
.
Допустимое напряжение материала
шпонки на срез 
МПа.
Допустимое напряжение материала
шпонки на срез 
МПа.
Проверка шпонок на смятие и срез.
Быстроходный вал.
МПа;
МПа.
Итак, напряжение среза и смятия шпонки обеспечено.
Промежуточный вал.
МПа;
МПа.
Итак, напряжение среза и смятия шпонки обеспечено.
Тихоходный вал.
МПа;
МПа.
МПа;
МПа.
Итак, напряжение среза и смятия
шпонок обеспечено.
10. Расчет вала на выносливость
Рассчитываем тихоходный вал в сечении под зубчатым колесом, которое ослаблено шпонкой.
Определяем коэффициент запаса
прочности из условия:
