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

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. ............