Расчет болтовых соединений фланцев муфты и обечайки барабана механизма подъема грузоподъемного крана. Проектирование узла фермы; расчет сварного, заклепочного соединения. Определение промежуточного вала, зубчатых передач, шпонок, опорных подшипников.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ И УЗЛОВ КОНСТРУКЦИЙ

РЕФЕРАТ

с.48, рис.19, табл.8 черт.1

БОЛТОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ, СОЕДИНЕНИЕ С ЗАЗОРОМ, СОЕДИНЕНИЕ БЕЗ ЗАЗОРА, УЗЕЛ ФЕРМЫ, ЗУБЧАТАЯ ПЕРЕДАЧА, ПРОМЕЖУТОЧНЫЙ ВАЛ, РЕДУКТОР, РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

В курсовой работе выполнены расчет и проектирование болтового соединения фланцев барабана грузоподъемного крана, узла фермы в сварном и заклепочном исполнении, промежуточного вала зубчатой передачи.

ОГЛАВЛЕНИЕ

• ВВЕДЕНИЕ
• 1. РАСЧЕТ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
• 1.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
• 1.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
• 1.3 РАСЧЕТ БОЛТОВ
• 1.3.1 Болтовое соединение с зазором
• 1.3.2 Болтовое соединение без зазора
• 2. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЗЛА ФЕРМЫ
• 2.1.ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ
• 2.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
• 2.3 РАСЧЕТ УСИЛИЙ
• 2.4 ВЫБОР УГОЛКОВ
• 2.5 РАСЧЁТ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
• 2.6 РАСЧЕТ ЗАКЛЁПОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ
• 3. РАСЧЕТ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОМЕЖУТОЧНОГО ВАЛА
• 3.1 Исходные данные и расчеты
• 3.2 Выбор материала
• 3.3 Расчет допускаемых напряжений
• 3.3.1 Допускаемые контактные напряжения при расчете на усталость
• 3.3.2 Допускаемые напряжения изгиба при расчете на усталость
• 3.4 Параметры зубчатых колес
• 3.4.1 Определение межосевого расстояния
• 3.4.2 Расчет прочности зубьев по контактным напряжениям
• 3.4.3 Расчет прочности зубьев по напряжениям изгиба
• 3.5 Расчет вала
• 3.5.1 Определение сил в зацеплении
• 3.5.2 Определение длины вала
• 3.5.3 Выбор расчетной схемы и определение расчетных нагрузок
• 3.6 Построение эпюр моментов
• 3.6.1 Эпюры изгибающих моментов
• 3.6.2 Эпюра крутящих моментов
• 3.6.3 Эпюры суммарного и приведенного моментов
• 3.7 Построение теоретического профиля вала
• 3.8 Подбор подшипников
• 3.9 Построение реального профиля вала
• 3.10 Подбор шпонок
• ЗаКЛЮЧЕНИЕ
• ЛИТЕРАТУРА
• фланец муфта зубчатый передача

ВВЕДЕНИЕ

Целью выполнения данной курсовой работы является приобретение знаний о критериях прочности различных узлов машиностроительных конструкций, приобретение навыков расчета и проектирования данных узлов.

Курсовая работа состоит из трех частей.

Задачей части 1 является расчет болтовых соединений фланцев муфты и обечайки барабана механизма подъема грузоподъемного крана.

Через рассчитываемые болты передается крутящий момент от редуктора к барабану и посредством указанного момента удерживается груз. Болтовое соединение относится к ответственным узлам крана. В случае разрушения болтов возможно падение груза и разрушение конструкций. Все это может привести к аварии, несчастным случаям и значительным экономическим потерям.

Задачей части 2 является расчет и проектирования узла фермы.

Ферма - это стержневая система, все элементы которой работают в условиях растяжения - сжатия. Она состоит из прямых стержней и нагружена в узлах соединения стержней между собой. При неправильном расчете и конструировании узла фермы возможны аварии, а, следовательно, экономические потери и травмирование людей.

Задачей части 3 является расчет и проектирования промежуточного вала зубчатой передачи и связанных с ним деталей: зубчатых передач, шпонок, опорных подшипников.

Передача движения в данном задании осуществляется от ведущего вала через пару цилиндрических зубчатых колес с передаточным числом i1. Крутящий момент от промежуточного вала передается через зубчатую пару с передаточным числом i2 на ведомый вал. В данном задании зубчатые колеса передачи прямозубые и крепятся на валу при помощи шпонки. Опорами вала служат подшипники качения, смонтированные в одном корпусе редуктора.

1. РАСЧЕТ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1.1 ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ

Рассчитываемое болтовое соединение является частью конструкции барабана механизма подъема грузоподъемного крана. Узел с обозначением необходимых для расчета размеров представлен на рис.1.

Рис.1. Схема рассчитываемого узла

1.2 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для расчета (табл.1) приняты в соответствии с заданием преподавателя.

Таблица 1. Исходные данные для расчета

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Величина
	Грузоподъемность	Q	т	13
	Характеристика полиспаста	a	-	1
	Кратность полиспаста	m	-	2
	Диаметр каната	dк	мм	600
	Диаметр барабана по дну канавки	Dбар	мм	12
	Диаметр расположения болтов	Dбол	мм	540
	Количество болтов	zбол	шт.	6
	Характер установки болтов	с зазором и без зазора

1.3 РАСЧЕТ БОЛТОВ

1.3.1 Болтовое соединение с зазором

В случае установки болтов с зазором (представлен на рис.2), момент от фланца к барабану передается за счёт сил трения между фланцем муфты и фланцем обечайки барабана. Для возникновения этих сил болт должен быть затянут с соответствующим усилием. Без затяжки болтов детали могут сдвигаться на значение зазора, что недопустимо. Следовательно, болты работают на растяжение.

Рис 2. Болтовое соединение с зазором

Условие прочности в этом случае будет иметь вид: где - напряжения в болте; - допускаемые напряжения; ; где n - коэффициент запаса (для данного случая n=2); - предел текучести.

Материал для изготовления используем сталь Ст3 с = 240МПа, тогда: = 240/2 = 120 МПа.

Действующие в болте напряжения:



где F- сила, действующая на болт; S - площадь сечения болта;

d - внутренний диаметр резьбы болта.

Определим силу F:

P = Q*g/a*m,

P - напряжение в канате; Q - грузоподъёмность; g - ускорение свободного падения; a - характеристика полиспаста; m - кратность полиспаста: P = (13000*10)/(1*2) = 65000 H = 6,5* H.

Силу трения можно найти через равенство моментов сил трения и сопротивления:

таким образом; P*a*(+)/ = 6,5**1*(0,6+0,012)/2*0,6 = 3,3* Н.

Силу прижатия фланцев находим из уравнения:

,

где - коэффициент трения, принимаем 0,3.

= 3,3*/0,3 = 11* Н.

Так как сила прижатия фланцев действует на все болты в узле, то силу, действующую на 1 болт, можно определить как силу прижатия фланцев, деленную на количество болтов z_бол =6

= 11*/6 = 18* Н.

По найденным значениям и из условия прочности определим внутренний диаметр резьбы болта:

_внутр4*18*/120**3,14

d_внутр 0,0138 м или d_внутр 13,8 мм.

Из проведенных расчетов следует, что в данном случае необходимо выбрать болты с внутренним диаметром резьбы не менее 13,8 мм. Так как основным видом крепежной резьбы является метрическая резьба, то выбираем ближайший больший стандартный размер резьбы М16 с шагом 1,5 мм, у которого d_внутр = 14,1 мм[2].

Профиль метрической резьбы установлен ГОСТ 9150-81 и представляет собой равносторонний треугольник с углом профиля 60⁰. Вершины витков и впадин притуплен...