BEREGNING OG UTFORMING AV SJAKT

Retningslinjer
til bosetting og grafisk arbeid for studenter
alle spesialiteter

St. Petersburg 2012

Beregning og utforming av sjakten: Metodiske anvisninger for beregning - grafisk arbeid for studenter på blandet og kveldsundervisning av alle spesialiteter.

Fremgangsmåten for å beregne akselen er skissert, referansedata om valg av individuelle parametere er gitt og systematisert.

Sammensatt av: Doktor i tekniske vitenskaper, prof. A.G. Tasjevskij

Anmeldere: Ph.D., prof. A.V. Priemyshev
Ph.D., Assoc. A.A. Janson

Retningslinjer godkjent på møte i avdelingen

Redaktør  - G.L. Chubarova

P21(03)

Signert for utskrift 23.11.2004 Format 60x90 1/16

Papirtype. Nummer 3. Offsettrykk. Konv. stekeovn l. 1.5

Uch. -red. l. 1.5 Opplag 100 eksemplarer. Ordre nr. 63

Utgave av St. Petersburg Institute of Mechanical Engineering

St. Petersburg, Polyustrovskiy pr., 14

OP PIMash

GENERELLE INSTRUKSJONER

Hensikten med retningslinjene- konsolidering av kunnskap i kurset "Fundamentals of Machine Design", utvikling av beregnings- og designferdigheter, evne til å bruke referansematerialer og standarder.

Volum av oppgjør og grafisk arbeid- forklarende notat på ark med A4-format på opptil 10 sider, inkludert de første dataene, bestemme belastningene på akselen, utarbeide designskjemaer, bestemme reaksjonene til støtter, plotte bøyemomenter, bestemme totalen, dreiemomentet og tilsvarende momenter, velge skaftmaterialet, beregning av diametere skaft, styrkekontroll i to seksjoner, beregning av festedeler. En tegning av akselen på ark A3 som indikerer de nødvendige dimensjonene, ruheten og avvikene med ytterligere seksjoner tatt ut ved plasseringen av nøklene.

Designobjekt– en to-lagret trinnaksel, montert på væskefriksjonslagre, med tannhjul festet på den.

kretsskjema aksel- en to-lagret aksel med et annet arrangement i forhold til støttene og cylindriske tannhjul festet på den, i inngrep med andre tannhjul plassert i forskjellige vinkler, betraktes som en bjelke på hengslede støtter.

Virkende laster - virker i inngrep periferisk F t og radial F r krefter som påføres midt på ringgiret.

Trening- gitt i vedlegget (tabeller P1, P2, P3), som viser et spesifikt akseldiagram og alternativer for innledende data for design:

1. akselkraft N;
2. akselhastighet n;
3. avstand mellom lagre og gir festet på akselen l 1 ,l 2 ,l 3 ;
4. innledende diametre på tannhjul d 1 og d 2 ;
5. hjørne β mellom positiv akseretning X og akse Y, målt i retning av vinkelhastigheten w.

Oppgaveutførelsessekvens:

1. Definisjon av dreiemoment T på skaftet.

2. Definisjon av krefter F t og F r virker på skaftet.

3. Tegning av designskjemaer for akselen i horisontale og vertikale plan.

4. Bestemmelse av reaksjoner av støtter i horisontale og vertikale plan.

5. Bestemmelse av bøyemomenter i horisontale og vertikale plan, totale, torsjonsmomenter og ekvivalente momenter.

6. Valg av akselmateriale, formål med varmebehandling, bestemmelse av tillatte bøyespenninger.

7. Bestemmelse av akseldiametre.

8. Skaftdesign.

9. Valg og verifisering av festedeler på akselen.

10. Bestemmelse av akselens sikkerhetsmargin.

11. Lage en arbeidstegning etter ESKD.

12 Registrering av oppgjør og redegjørelse for ESKD.

BESTEMMELSE AV AKSELMOMENT

Ved en gitt kraft N, kW og akselhastighet n, rpm, (tab. P1, P2, P3 App.) dreiemoment T, Nm:

For å gjøre det lettere for ytterligere beregninger, nummererer vi akslene sekvensielt fra motorakselen.

For det første skaftet definerer vi:

MAKT- kan tas lik den tidligere bestemte nødvendige kraften til den elektriske motoren, som vanligvis er mindre enn kraften til den elektriske motoren i katalogen.

Hvis katalogen tas som den beregnede motor kraft, deretter ,[kW].

Rotasjonsfrekvens- lik asynkron rotasjonsfrekvens for motorakselen, [min -1].

Dreiemoment- bestemmes av formelen

,

, [kW]; [min -1]; ,,

hvor i er nummeret på akselen, j er nummeret på overføringen til det kinematiske diagrammet til drivverket. For drivakselen til transportøren bør forskjellen mellom oppnådd hastighet og den spesifiserte ikke overstige 5%. For videre utforming av girkassen bestemmer vi minimumsdiameteren til akslene i seksjonen som overfører dreiemomentet , mm. Koeffisientverdier FRA:

for høyhastighetsaksler С=7,1....6,5; for mellomaksel C= 6,5....5,8 ; for lavhastighetsaksler С= 5,8....4,6 . Hvis høyhastighetsgirakselen er koblet til motorakselen gjennom en kobling, bestemmes dens diameter som

Beregningsresultatene er lagt inn i tabell 5:

Tabell 5. .

type og nr. j overføring mellom sjakter

Kilerem

vinkelgir

sylindrisk tannhjul

N*m

minimum akseldiameter

1. Industriroboter innen maskinteknikk. Album med skjemaer og tegninger, red. Solomenseva Yu.M. M, maskiningeniør 1987.

Kozyrev Yu.G. Industriroboter. Håndbok, M., Mashinostroenie, 1987.

Pronin B.A., Revkov G.A. Trinnløs kilerem og friksjonsgir, M., Mashinostroenie, 1980

Retningslinjer nr. 1031 Drives for industriroboter. MAMI, 1988

Olga Anatolyevna Chikhacheva, Vladimir Anatolyevich Ryabov,

Generell beregning av stasjonen.

Retningslinjer for kursdesign for studenter

alle ingeniørspesialiteter.

Signert for trykking Ordreopplag

R.l. 1.0 Uch.-ed.l. 1.5

Utskriftspapir Format 60х90/16

MSTU "MAMI", 105839, Moskva, B. Semenovskaya st., 38

Driving av drivhjulpar i elektrisk girkasse. Kjøringen kan være individuell eller gruppe. Diesellokomotiver med elektrisk girkasse i Sovjetunionen og i utlandet har nesten utelukkende en individuell driving av hjulsett, det vil si at hvert hjulsett har en separat elektrisk trekkraftmotor som setter den i rotasjon. En gruppekjøring er også mulig: én motor plassert på boggien driver alle hjulsettene (monomotorbogie). Denne ordningen, som har vært brukt i den franske lokomotivindustrien, har noen fordeler med tanke på dynamiske effekter i høyhastighetstrafikk, samt i bruk av koblingsvekt (se nedenfor). Med gruppekjøring reduseres muligheten for hjulparboksing betydelig. På treakslede boggier krever imidlertid enkeltmotorarrangementet et komplekst system av gir for å overføre dreiemoment til hjulsettene. Derfor, i den innenlandske diesellokomotivindustrien, brukes bare en individuell stasjon.

Dreiemomentet fra trekkmotoren til hjulparet med en individuell drift overføres ved hjelp av en ett-trinns trekkgirkasse, bestående av et sylindrisk girpar: drivhjulet - på trekkmotorakselen og det drevne giret - på aksen til hjulpar. I diesellokomotivteknikken, på grunn av de begrensede dimensjonene til plassen for å romme den elektriske trekkraftmotoren, er den som regel ensidig, asymmetrisk i forhold til diesellokomotivets lengdeakse og består derfor av cylindriske tannhjul. (I elektrisk lokomotivkonstruksjon brukes også en toveis girkasse - drivgirene er plassert i begge ender av trekkmotorakselen. Dette opplegget gjør dreiemomentoverføringen symmetrisk om diesellokomotivets lengdeakse og tillater bruk av spiralformede gir, som utmerker seg ved jevnere drift.)

Med en enveistransmisjon er en viss forskyvning av aksene til tannhjulene og forvrengninger av tennene i nettet uunngåelig, noe som fører til ujevn slitasje. For eliminering skadelig påvirkning forvrengninger ved tennene til drivgiret, er en av sidene laget med en liten skråstilling (med 0,20-0,24 mm). Således er tennene forhåndsavfasede i en vinkel på 5-6 "i retning motsatt av feiljusteringen under belastning, så under drift blir kontakten mellom tennene til begge tannhjul mer jevn langs lengden.

Girforholdet til trekkgirkassen avhenger av formålet med diesellokomotivet: for gods- og skiftelokomotiver er det større og er vanligvis 4,41 \u003d 75 / 17, for passasjerer er det mindre (for eksempel for diesellokomotiver TEP60 - 2,32 , for TEP70 - 3.12).

Suspensjon av trekkmotorer på boggien med individuell kjøring av hjulsett skal sikre overføring av dreiemoment samtidig som motormassen fjærer. Faktum er at øyeblikket fra motorakselen til hjulsettet bare kan overføres hvis motorhuset er festet. Men hvis huset er festet på boggierammen, vil inngrepet mellom girene til trekkgirkassen bli forstyrret når det svinger. Derfor må motorhuset koblet til boggirammen kobles samtidig til hjulsettet slik at senter-til-senter-avstanden til girkassen ikke endres. Dette kan sikres hvis motoren støttes på boggierammen på den ene siden, og på hjulsettet på den andre.

Et slikt opphengssystem for trekkmotorer (motoren er stivt støttet på hjulparets aksel og gjennom elastiske ledd på boggierammen) kalles støtteaksialsystemet. Når motoren støttes på hjulsettet, overføres omtrent halvparten av vekten stivt. Hvis motoren er helt festet på boggierammen, får vi et støtterammeoppheng. I dette tilfellet må trekkraften være elastisk og kompensere for forskyvningen av motoren i forhold til hjulsettet.

Den første ordningen brukes på seriell gods- og skiftende diesellokomotiver, den andre (strukturelt mer kompleks) - på passasjer- og kraftige diesellokomotiver (2TE121).

Støtteaksialfjæringen av trekkmotorer har blitt mest utbredt i den sovjetiske diesellokomotivindustrien (lokomotiver 2TE10V, TEZ, 2TE116, TEM2, etc.).

Trekkmotor 1 (fig. 11.6) har tre referansepunkter. Den hviler på spesielle lagertapper i den midtre delen av akselen 4 til hjulparet med to motoraksiale lagre 15. Plassering av lagrene til trekkmotorakselen og akselen til hjulparet i ett hus garanterer invariansen til midten -avstand til senter av girtoget 2-3 (innenfor toleranser for lagerslitasje) .

Den tredje støtten (oppheng til boggirammen) er laget elastisk - gjennom et fjærsett bestående av fire fjærer 7. Fjærene som opererer parallelt komprimeres mellom to klips 6, festet i endene med to bolter 12. Fjærsettet er installert mellom fremspringene (øvre 8 og nedre 5 ) støpt opphengsbrakett sveiset til boggirammen. Langs aksen til settets ekstreme fjærer føres to stenger 9 gjennom hullene i fremspringene og klipsene fra bunnen og opp, og fester settet til rammen. Stengene 9 hindres i å falle ned av ruller 13. Fjærsettet, forhåndskomprimert av bolter 12, er dekket av fremspring 10 på motorhuset, og etter å ha løsnet mutterne på boltene 12 til det stopper i splintene, fjærer presser klipsene 6 til fremspringene 10 (arbeidsflatene til klipsene er forsterket ved sveising på utskiftbare slitesterke plater). elleve).

Ris. 11.6. Støtteaksial oppheng av trekkmotoren

Motoraksiale glidelagre består hver av to foringer laget av blybronse OCS 4-4-17. Den ene innsatsen - den øvre - settes inn i boringen til trekkmotorhuset, den andre - den nedre - i "hetten" (dekselet) 19, som tiltrekkes av huset av bolter. Den nedre bøssingen har et rektangulært vindu for tilførsel av smøremiddel (aksial olje) til akseltappen.

På diesellokomotivene 2TE10L og TEZ med trekkmotorer av typene ED107 og EDT200B (henholdsvis) smøres halsene ved kontakt med en fylling av halvullgarn. Oljen helles i oljebadet i hetten 19 gjennom den øverste oljeren 16 i lokket. Pakningen plasseres før oljefylling i følgende rekkefølge. Først plasseres en filtpute a direkte på halsen langs veggen til hettens hulrom (vist i fig. 11.6 med en hel svart linje - se fig. seksjon B-B), som forhindrer at pakningen blir slitt og trukket inn i lageret. Deretter legges fem nøster med semi-ullgarn gjennomvåt på forhånd med olje: fire langs fôret, og det femte, brettet fire ganger, på bunnen av oljebadet, og presser endene av de første fire nøstene rettet langs bunnen. . Pakningen, presset av fjærstangen 17, fordeler oljen jevnt over hele vinduet i foringen. Et lag med bomullsfloke dynket i olje legges på toppen av farsen. Smørenivået i lageret kontrolleres med en skrånende sonde gjennom den nedre oljeskruen 18. Høyden (langs sonden) bør være innenfor 45-90 mm.

Den midtre delen av aksen, mellom motoraksiallagrene, er lukket av et beskyttende deksel.

På elektriske trekkraftmotorer til 2TE10V-lokomotiver brukes en mer avansert "polster"-smøring av motoraksiale lagre. For å tilføre smøremiddel i hvert lager brukes en pakke ("polster") 12 med to filtplater med bomullsveker mellom dem. Pakken er festet i boksen 11 med en brakett 10 (fig. 11.7).

Boksen på utsiden har bladfjærer 8, på grunn av elastisiteten som den settes inn i avstandsstykket i kroppen 9. Fjæren 6 presser boksen med polsteren til akselhalsen. Trykket på fjæren (40-60 N) overstiger motstanden til avstandsfjærene 8, noe som sikrer polsterens kontakt med halsen. Spaken 7 er forbundet med aksen 1 til huset 9, som også er festet fjæren 6. Huset 9 er montert på den nedre veggen av dekselet 5 til lageret. Smørenivået i oljebadet styres av stangen 3 på flottøren 4 når lokket 2 åpnes eller med en følemåler.

Traksjonsgiret er beskyttet mot ytre påvirkninger av huset 14 (se fig. 11.6). Huset består av to halvdeler, laget av stålplate ved sveising, og er festet på motorhuset i tre punkter. Den nedre delen av foringsrøret fungerer som en beholder for smøring (STP-type) i mengden 3,5 liter (på diesellokomotiver 2TE116 - opptil 5 liter).

Støtterammeopphenget til trekkmotorer skiller seg fra støtteaksialfjæringen ved at hele vekten av trekkmotoren overføres til boggierammen. Dette reduserer vekten av de uavfjærede delene av lokomotivet betydelig og følgelig dens innvirkning på sporet. Det finnes ulike utforminger av trekkraften for støtterammeoppheng.

Ris. 11.7. Motoraksiallager med polster En av de vanligste er drivverket med hulaksel og svingkobling. En slik stasjon brukes av det franske selskapet Alstom, så den kalles noen ganger ganske enkelt "Alstom-type stasjon". Denne typen drivverk med støtterammeoppheng ble brukt på diesellokomotivene TEP60 (fig. 11.8) og den første TEP70 (opp til nr. 008).

Trekkmotor 4 (se fig. 11.8) med to poter 5-tide på siden av rammen - hviler på braketter 6, montert på den tverrgående bjelken til boggierammen. På den andre siden av motorskjelettet i midten av de seks Fig. 11.8. Opplegget med støtterammeoppheng for trekkmotoren er boltet til en støpt stålbrakett 1, som hviler på braketten 7 på en annen tverrgående bjelke på boggierammen. Dermed har motoren tre støttepunkter på boggierammen, noe som sikrer korrekt installasjon.

De motoraksiale lagrene til motoren montert på rammen hviler ikke på aksen 2, men støtter den hule akselen 3 - en sylindrisk hylse med en ytre diameter på 315 mm, som det drevne giret til trekkgiret er montert på. Den hule akselen 3 dekker akselen 2 på hjulsettet. Den radielle klaringen mellom den indre overflaten av hulakselen og akselen er i gjennomsnitt 35 mm. En slik verdi utelukker fullstendig muligheten for kontakt mellom disse delene under vibrasjoner av chassiset.

Trekkmotorens støtterammeoppheng krever en elastisk trekkraft og gjenspeiles i arrangementet av lokomotivhjulsettet (fig. 11.9). Den består av aksel 3, hjulsenter 6 med dekk 8 og forsterkende ringer 7, hulaksel 4 med drivverk 1 og 6.

Vurder funksjonene til detaljene til hjulsettet. Axis 3 har et 70 mm gjennomgående senterhull for å lette vekten. Hjulsenteret har to knaster med hull for innpressing av drivpinnene 11 og to hull med en diameter på 200 mm for gjennomføring av drivpinnene.

Drivene 1 og 6 med drivstifter 10 er varmmontert på endene av hulakselen 3 og festet med tapper 5. En av drivenhetene (/) har en skiveflens for å forsterke det drevne tannhjulet 2.

Dreiemomentet fra trekkmotoren til hjulsettet overføres gjennom elastiske koblinger (fig. 11.10) plassert på begge hjulene. Koblingen består av en travers 6 og fire bånd 5 hengslet til denne ved hjelp av ruller 4. To bånd er koblet til clutchdrivstiftene 2, de to andre til tappene 1 på hjulsenteret. Hodet på båndene settes på fingrene gjennom gummistøtdempere 3.

Det er andre trekkdrivordninger med støtterammeoppheng for trekkmotorer (fig. 11.11). En av disse ordningene (med en hul aksel til en trekkmotor) ble brukt på et diesellokomotiv 2TE121.

Drivmekanismer til diesellokomotiver med hydrauliske girkasser. Dreiemomentet fra den utgående akselen til den hydrauliske transmisjonen til drivakslene til diesellokomotivet kan overføres enten ved hjelp av en trekkstang (sveiv-og-stang)-mekanisme, tilsvarende et lokomotiv, eller ved hjelp av et kardandrev bestående av et system av teleskopiske aksler forbundet med de såkalte Hookes hengsler (eller kardankoblinger), og akselgir.

Teleskopiske akselforbindelser tillater, innenfor visse grenser, endringer i avstandene mellom utgangsakselen til transmisjonen og drivenhetene på akslene, som er uunngåelige under lokomotivets bevegelse og svingninger. Hengslene tillater også den resulterende feiljusteringen av akslene.

Trekkstangmekanismen (fig. 11.12, a) består av en sparkeaksel 3, som mottar rotasjon fra en dieselmotor 1 gjennom en hydraulisk girkasse 2, og et system av trekkstenger som forbinder den med de bevegelige akslene 6.

Slagakselen som driver trekkstangen 4 er forbundet med et av hjulsettene og setter det i rotasjon. Alle drivende hjulsett er sammenkoblet med koblingstrekk 5. Overføringen av bevegelse til hjulsett ved hjelp av slagakselen og fig. 11.9. Hjulpar av diesellokomotiv TEP60

Ris. 11.10. Elastisk kobling av trekkraften til diesellokomotivet TEP60

Ris. 11.11. Opplegg for et trekkdrev med kardanaksler med støtterammeoppheng:

a - med en hul aksel til trekkmotoren; b - med en hul kardanaksel; i - med langsgående kardanaksler til trekkstangmekanismen, brukes den på to-, treakslede shuntende industrielle diesellokomotiver, hvis akser er plassert i en felles stiv ramme (TGM1, TGM23). En enkel og pålitelig trekkmekanisme har samtidig betydelige ulemper. Plassering direkte på hjulparene av eksentrisk plasserte massive drag og sveiver fører til ubalanse i mekanismen og til betydelige dynamiske effekter på banen, spesielt ved høye hastigheter. Behovet for å koble alle aksler med trekkstenger tillater ikke bruk av et slikt drev på boggielokomotiver. På lokomotiver med lav effekt og relativt lav hastighet vises disse ulempene ubetydelig, og enkelheten i designet betaler seg selv. Dette bestemmer omfanget av trekkstangmekanismen.

Kardandriften (fig. 11.12.6) består av kardanaksler 7 og aksiale girkasser 8 på drivakslene. Et slikt drev brukes som regel på boggielokomotiver. Med enhver type drivmekanisme er drivverket til de fremre akslene på diesellokomotiver med hydraulisk transmisjon en gruppedrift, i motsetning til den individuelle driften av akslene med elektrisk transmisjon. Gruppedriften gjør det mulig å realisere høyere friksjonskoeffisienter mellom hjul og skinne. Med andre ord er et mannskap med gruppedrift mindre utsatt for boksing, noe som er spesielt viktig for frakt- og skiftelokomotiver. Disse fordelene med en gruppedrift førte til at den ble brukt på et eksperimentelt diesellokomotiv TEM12, som har en elektrisk girkasse (se fig. 11.11, c). Dens to trekkmotorer er opphengt under lokomotivrammen langs dens akse; gjennom en summerende girkasse fordeles kraften deres til drivakslene ved hjelp av et kardanakselsystem.

Aksiale girkasser til sovjetiske diesellokomotiver - to-trinns. Girkassen (fig. 11.13) består av to girpar: skrå 1-4 og sylindrisk 3-6, plassert i en stålkasse 5. Rotasjonen av kardanakselsystemet overføres gjennom flensen til drivakselen 2. Den drevne konisk tannhjul 4 er montert direkte på den langstrakte tappen til det sylindriske tannhjulet 3. Det drevne tannhjulet 6 sitter direkte på midtdelen av akselen 7 til drivhjulsettet. Lagre til en reduksjonsrulle og kule. Sistnevnte oppfatter aksiale krefter.