Pužni par

Škola Učenik ListTehnička škola „15 Мај“ Predrag Ristić 2

Tekst zadatka

Na osnovu datih podataka proračunati i konstruisati pužni par vratila I reduktora za date podatke. Izabrati I proveriti standardne elemente (klinove I ležaje).

Polazni podaci su:1. F=25,5KN2. n1=n2=1660 ° /min

3. i1,2=z1Z2

=11

4. K A=1,335. t=12000h/min6. Č .15307. L1=280mm8. L2=190mm9. P .CuZn1610. S=1,3511. x=0,01512. leviA

Nacrtati:1. Radionički crtež puža, venca i pužnog točka2. Sklopni crtež reduktora

Datum Predmet Profesor

08.08.2015. KonstruisanjeŠkola Učenik List

Tehnička škola „15 Мај“ Predrag Ristić 3

Tok proračuna:

1. Osno rastojanje pužnog para

a=3√T 2 ∙ K A

σd2 ∙ ZE

2 ∙ Z P2=3√ 1163600 ∙1,251762

∙157,42 ∙2,92=214mm

Gde je:T 2=T1 ∙i ∙ ɳ=0,147 ∙11 ∙0,902=1,1636kNm=1163600Nmm

T 1=Pω1

= 25,5173,75

=0,147kNm – obrtni moment na vratilu puža

ω1=π ∙n130

=3,14 ∙166030

=173,75 s−1 – ugaona brzina puža

i=10 – prenosni odnos pužnog para

ɳ=tg γm

tg (γm+ρ )= tg 16,699tg (16,699+1,7 )

=0,902 – stepen iskoriščenja

gde je tg γm=Z1q

= 310

, pa je γm=16 ,699 ° , μ=0,03 i ρ=1,7 °

K A=1,33 – faktor spoljašnjih dinamičkih sila

Dozvoljeni napon na bokovima zubaca puznog zupčanika:

σ d=σ Hlim ∙ Zh ∙ Zn

S=500 ∙1,09∙0,42

1,3=176 N

mm2 – gde je:

σ Hlim=500N

mm2P .CuZn16 prema tablici 4.6

Zh=6√ 25000t = 6√ 2500012000

=1,09 – faktorveka

Zn=8√ 1

(7,5 ∙ n2+1 )=8√ 1

(7,5 ∙1660+1 )=0,42 – faktor broja obrtaja

S=1,3 – Usvojena vrednost stepena sigurnosti bokova

Faktor elastičnosti materijalaP .CuZn16 prema tablici 4.6 ZE=157,4√ Nmm2

Faktor dodira prema tablici 4.7 za pretpostavljeni odnos dm1a

=0,35 iznosi: Zρ=2,9

Osno rastojanje pužnog para a=0,5 ∙ (d1+d2 )=0,5 ∙m∙ (q+Z2 ), pa je modul pužnog zupčanika

m= 2∙ aq+Z2

= 2 ∙21410+33

=10, usvaja se standardni modulm=10

2. Stepen

S¿σ flimσ f

= 84719 ,34

=4 3 ,7 9 , sto zadovoljava

Gde je:

σ flim=847N

mm2−¿trajna izdrzljivost podnozja zubaca puznog zupcanika od

P .CuZn 16prema tablici 4.5

Datum Predmet Profesor08.08.2015. Konstruisanje


σ f=1.5 ∙F t2 ∙K A

b2 ∙m=1.5∙7757 ∙1.33

80 ∙10=19 ,34 N

mm2−¿napon u podnožju zubaca pužnog zupčanika

F t2=2∙ T 2d2

=2 ∙1163600300

=7757N−¿obimna sila na pužnom zupčaniku

b2=0.8 ∙ d1=0.8 ∙100.0=80mm−¿širina puznog zupcanika

m=10mm−¿modul pužnog zupčanika

3. Proračun geometrijskih veličina pužnog para zaX=0,01

Broj hodova puža Z1=3Prenosni odnos i=11Broj zubaca pužnog zupčanikaZ2=33Modul m=10mmStandardni profil određen je saα n=20

° ,Un=1 , cn=0.2ix=0Prečnici podeonih kružnica

d1=m∙q=10∙10=100mmd2=m∙Z2=10 ∙33=330mm

Ugao nagiba zavojnice na podnožnom prečniku

tgym=Z1q1

= 310, pa je Y m=16,699

°

Smer zavojnice puža je levi.Osno rastojanje geometrijskih osa puža i pužnog zupčanika

ɑ=d1+d22

=100+3302

=215mm

Prečnici temenih kružnicada1=d1+2 ∙m=100+2 ∙10=120mmda2=d2+2 ∙m=330+2 ∙10=350mm

Prečnici podnožnih kružnica

d f 1=d1−2.4 ∙m=100−2.4 ∙10=76mmd f 2=d2−2.4 ∙m=330−2.4 ∙10=306mm

Prečnici temenog kruga pužnog zupčanika za Z1=3da2<da2+2 ∙m;da2+2 ∙m=350+20=370mm

Usvajam da2=350mmPoluprečnik zaobljenja površine pužastog točka

r=a−da22

=215−3502

=40mm



Širina puža(b1) i pužnog točka (b2¿ iznosi:b1>√d a2−d22 ,√da22 −d2

2=√3502−3302=116mm

Usvaja se b1=130mm,b2=0.8 ∙ d1=0.8 ∙100=80mmDebljina navoja puža na podeonom krugu

St 1=m ∙π ∙ cosym

2=10∙ π ∙cos 16,699°❑

2=15,04mm

Temena visina zupca puža h1=m=10mm

4. Aktivne sile i semao pterecenja vratila

Obimna silaF t1=Fa2=2Td1∙ K A=

2 ∙147000100

∙1.33=3910N

Akcijalna silaFa1=Ft 2=F t

tg( ym+ρ)= 3910tg 18,399°

=9695N

Radijalna silaF r1=F r2=F t ∙tgα=9695 ∙tg 20 °=3529N

Šema opterećenja vratila

5. Dimenzionisanje vratila l,izbor i provera klina i izbor i provera lezaja na vratilu l

Otpori oslonca u ,,V’’ –ravni

∑M A=Fa1 ∙ r1−Fr 1 ∙l12−FBV ∙l1=0

FBV=F r1∙

l12−Fa1∙ r1

l1=3529 ∙140−9695∙50

280=33N

∑M B=F AV ∙l1−Fa1 ∙r1−F r1 ∙l12=0

F Av=F r1 ∙

l12+Fa1∙ r1

l1=3529 ∙140+9695 ∙50

280=3496N



Otpori oslonca u ,,H’’ ravni

F AH=F BH=F t12

=39102

=1955N

Rezultujući radijalni otpori oslonca

F A=√F AH2 +F AV

2 =√19552+34962=3 496NAko se promeni smer obrtanja vratila, promeniće se vrednost otpora oslonca, tako da oba ležaja treba proveravati saFa=9695N i F r=3529N . Ako se zanemare sopstvene težine, moment savijanja iznose:

M SB=M SA=0

M S1Vl =FBV ∙

l12=33 ∙140=4620Nmm

M S1Vd =FAV ∙

l12=3 496 ∙140=489 440Nmm

M S1 H=−FBH ∙l12=−1955 ∙140=−273700Nmm

M S1=√M S1 H2 +M S1V

2 =√2737002+48944 02=560770NmmMoment uvijanja odspojnice do sredine pužaT 1=147000Nmm

Za čelik Č .1530σ D (−1)=220N

mm2 i τ D (−1)=180

N

mm2, pa su dozvoljeni naponi:

σ sd=σ D (−1)

S=2204

=55 Nmm2

τud=τ D (−1 )

S=1804

=45 Nmm2

α 0=σ d (−1 )

τ D (−1)=220180

=1.22

Merodavni moment za proračun vratila

M is=M iA=√0+(α02 ∙ T )2

=1.222∙147000=89670Nmm

M iz=√M S12 +(α 02 ∙ T )

2

=√5607702+896702=567694NmmIdealni prečnici vratila iznose

d iA=d iS=3√ 32 ∙M iA

π ∙σ sd= 3√ 32∙89670π ∙55

=25mm

d iZ=3√ 32 ∙ MiZ

π ∙σsd=3√ 32 ∙567694π ∙55

=4 7mm

Usvojeni prečnici vratilaVeza vratila i elektromotora (4AZI8OL-4) ostvaruje se pomoću elastične spojnice sa gumenim obručem. Za elektromotor je predviđen prečnik vratilaD=35mm (V.katalog trofaznih asihronih motora ,,SEVER’’)



Za električne spojnice sa gumenim obručem (,,POBEDA’’) velicine 14-1 moguće je izvršiti razvrtanje provrta do 35mm. Prema tome usvaja se d s=35mmLežišta su izložena velikom radijalnom, a naročito aksijalnom opterećenju. Zato privremeno usvajamo

d A=dB=55mm.Idealni prečnik vratila na delu puža mora biti manji od podnožnog prečnika puža.Ovaj uslov je ispunjen jer je podnožni prečnik puža d fl=76mm, a idealni prečnik vratila d il=45mm.

Dimenzionisanje I provera klinaZa prečnik vratila d=35mm usvaja se zaobljeni kiln bez nagiba – visokih dimenzija

10 x8 x 70−JUSM .C2.060 .Korisna dužina klinalk=1.5 ∙ d=1.5 ∙35=52,5mm;l=lk+b=52,5+10=62,5mmI dubina dodira sa spojnicom t 1=h−t=8−5.0=3.0mm.Obimna sila na klinu iznosi:

F tk=2Td

=2 ∙14700035

=8400N .

Površinski pritisak

p=F tklk ∙t 1

= 840060 ∙3,3

=42 ,42 Nmm2

, površinski pritisak zadovoljava.

Izbor i provera lezaja A i B

Ležajna vratilu I opterećen je sa F r=3529N i Fa=9695N , broj obrtaja n=166 0min−1 ,radna temperature t ≤100 °C . Na osloncu B privremeno se usvajaju dva lezaja 32312,od kojih svaki ima nosivost C=65kN .Ekvivalentno opterećenje jednog ležaja:

F=x ∙ F r+ y ∙ Fa=0.4 ∙3529+1.45 ∙9695=15 470N

Gde je za 32312:e=0,41 ;V=1 ,FaF r

=96953529

=2.75 ,pa je x=0.4 , y=1.45 , jer spoljni prsten miruje.

Vek ležaja

Lh=106

60 ∙ n∙( f t ∙ cF )

m

= 106

60 ∙1660∙( 1 ∙651510 )

3,33

=1683h

6. Dimenzionisanje vratila II, izbor i provera klina i izbori provera ležaja na vratilu IIOtporio slonca u ,,V’’ ravni

∑M D=−FCV ∙ l2−Fa2 ∙ r2+Fr 2 ∙l22=0

FCV=F r2∙

l22−Fa2∙ r2

l2=3529∙95−3910∙165

190=−1631N

∑MC=Fa2 ∙r 2+F r2 ∙l22−F DV ∙ l2=0

FDV=F r2 ∙

l22+Fa2∙ r2

l2=3529 ∙85+3910 ∙165

190=4974N



Ako se promeni smer obrtanja vratila, promeniće se i smer aksijalne sile. Zato su za proveru ležaja merodavne sile FCV=F DV=4974N .Otpori oslonca u ,,H’’ –ravni

FCH=FDH=F t22

=96952

=4847,5N

Rezultujuci radijalni otpori osloncaFD=√F DH

2 +F DV2 =√4 9742+4847,52=6945N

Momenti savijanja ako se zanemari sopstvena tezina elemenata

M SS=M SC=M SD=0

M S2Vl =FCV ∙

l22=−1631 ∙95=130400Nmm

M S2 H=FCH ∙l22=4847,5∙95=387800Nmm

M S2=√M S 2H2 +M S2V

2 =√3878002+1304002=409137nmmMoment uvijanja od puznog zupcanika do spojnice

T 2=T1 ∙i ∙ n=1163600Nmm

Za čelik Č .1530σ D (−1)=220N

mm2 i τ D (−1)=180

N

mm2, pa su dozvoljeni naponi:

σ sd=σ D (−1)

S=2204

=55 Nmm2

τud=τ D (−1 )

S=1804

=45 Nmm2

α 0=σ d (−1 )

τ D (−1)=220180

=1.22

Merodavni moment za proračun vratila

M is=M iC=√0+(α 02 ∙ T )2

=1.222∙1163600=709796Nmm

M iz=√M S22 +(α 02 ∙ T )

2

=√4091372+7097962=819270NmmIdealni prečnici vratila iznose

d iC=d iS=3√ 32∙ M iC

π ∙σ sd= 3√ 32∙709796π ∙55

=51mm

d iZ=3√ 32 ∙ MiZ

π ∙σsd=3√ 32 ∙819270π ∙55

=53mm

Usvaja se dC=dD=75mm., d S=65mm, d2=80mm



Dimenzionisanje I provera klinaAko se veza izlaznog vratila reduktora I radne mašine izvodi pomoću elastične spojnice sa gumenim vencem, prema catalogu proizvođača veličina spojnice je 28 -1 +, pa je dužina klina l=110mm. Usvajamo dva klina 18x11x110 – JUS M.C2.060Korisna dužina klinalk=l−b=110−18=92mm

Obimna sila na klinu iznosi:

F tk=2T ∙ K A

d=2∙11636 00∙1 ,33

65=47494N .


p=F tklk ∙t 1

= 4749492 ∙3,3

=157 , površinski pritisak zadovoljava.

Za vezu tela točka I vratila usvaja se kiln 22x14x110 – JUS M.C2.060Obimna sila na klinu iznosi:

F tk=2Td

=2 ∙116360065

=35710N .


p=F tklk ∙t 1

= 3571092 ∙3,3

=118 Nmm2

, površinski pritisak za dovoljava.

Izbor i provera lezaja A i B

Ležaj na vratilu II opterećen je sa F r=3529N i Fa2=3910N , broj obrtaja n=166 0min−1 ,radna temperature t ≤100 °C . Na osloncu B privremeno se usvajaju dva lezaja 32312,od kojih svaki ima nosivost C=104 kN .

Ekvivalentno opterećenje jednog ležaja:F=x ∙ F r+ y ∙ Fa=0.4 ∙3529+1.45 ∙3910=6 088N

Gde je za 32312:e=0,41 ;V=1 ,FaF r

=32253529

=0,91 ,pa je x=0.4 , y=1.45 , jer spoljni prsten miruje.

Vek ležaja

Lh=106

60 ∙ n∙( f t ∙ cF )

m

= 106

60 ∙1660∙( 1∙1045,71 )

3,33

=173777h


Documents

Pužni par