Тихоходный вал

Промежуточный вал

Тип подшипника 310

Тихоходный вал

Тип подшипника 316

3.3 Конструирование зубчатых колес

3.3.1 Промежуточный вал

Рис 3.4- Эскизы колес

Цилиндрические зубчатые колеса получают при крупносерийном производстве (выпуск более 500 штук) штамповкой двухсторонним штампом (рис. а, б), при годовом выпуске деталей более 100 штук применяют простые односторонние штампы (рис. в).

Выбираем тип колеса: а)

3.3.2 Тихоходный вал

Выбираем тип колеса б)

3.4 Конструирование крышек подшипников

Рис 3.5- Эскизы крышек подшипников

Таблица 3.1- Данные для расчета крышек подшипников

По Таблице 3.1 принимаем значения размеров:

Таблица 3.2- Данные размеров крышек подшипников

Для хвостовиков (выходные концы валов) принимаем тип б), для остальных тип а).

3.5 Конструирование корпуса редуктора

В серийном и массовом производстве корпусов редукторов их изготавливают из серого чугуна марки СЧ45. В данном случае рассматривается конструкция корпуса с наружными ребрами жесткости, элементами для подъема и транспортировки, которые выполнены заодно с крышкой редуктора. Фундаментальные болты располагаются в выемках корпуса.

Рис 3.6- Эскиз корпуса редуктора

Толщина стенки корпуса:

Диаметр винтов для соединения крышки с корпусом:

Принимаем М16

Число винтов: Z=10

Диаметр штифта:

Диаметр отверстия под винты крепления к плите:

4 Расчет промежуточного вала

а=55мм

d=70мм

e=55мм

l=180мм

Плоскость YOZ

Изгибающие моменты в сечениях I и II:

Плоскость XOZ:

Изгибающие моменты:

Суммарные радиальные реакции:

Суммарные изгибающие моменты в опасных сечениях вала I и II:

Эквивалентные моменты в опасных сечениях I и II по третьей теории прочности:

T=599000 Hм

Диаметр вала в опасных сечениях I и II:

5 Расчет подшипников промежуточного вала на заданный ресурс

Подшипник 310

Fa

C D

Fr1 Fr2

Примем

Проводим расчет и по справочным таблицам принимаем e=0,21.

По таблицам справочника находим коэффициенты

Осевой нагрузки Y Радиальной нагрузки X

Опора 1: X=0,56

Y=2,4

Опора 2: X=0,56

Y=2,4

Вычисляем для каждой опоры эквивалентную динамическую нагрузку:

Долговечность подшипника:

6 Расчет промежуточного вала на выносливость

Сечение 1 (галтель):

Находим амплитуды циклов и средние составляющие циклов напряжений при изгибе и кручении.

Где и - осевой и полярный моменты сопротивления сечения вала

Суммарные коэффициенты , учитывающие влияние всех факторов на сопротивление усталости соответственно при изгибе и кручении:

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений для скругленной галтели ;

- коэффициенты абсолютных размеров ;

- коэффициент влияния шероховатости поверхности (для шлифовального вала )

-коэффициент влияния упрочения

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям (по изгибу и кручению)

Сечение

Коэффициент запаса усталостной прочности вала в сечении:

Сечение (Шпоночная канавка)

Для сечения моменты сопротивления вала при изгибе и кручении с учетом ослабления шпоночной канавки

Находим амплитуды циклов циклов напряжений при изгибе.

- коэффициенты абсолютных размеров

- коэффициент влияния шероховатости поверхности (для шлифовального вала )

-коэффициент влияния упрочения

- эффективные коэффициенты концентрации напряжений для шпоночной канавки

В сечении 2 два источника концентрации напряжений, поэтому необходимо для каждого из них сопоставить величины соотношения

Шпоночная канавка

Напряженная посадка

В расчетах учитываем источник концентрации с наибольшим соотношением:

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям (по изгибу и кручению)

Коэффициент запаса усталостной прочности вала в сечении:

7 Выбор муфт

Многие муфты, применяемые в машиностроении, стандартизированы. Выбор происходит в зависимости от размеров валов и передаваемого момента, параметры муфт принимают по справочным таблицам.

Где - коэффициент режима работы

T- номинальный вращающий момент, Нм

Тип машин: конвейеры ленточные

конвейеры цепные

Заданный момент: T=2062 Нм

Наибольшее применение у зубчатых муфт ГОСТ 5006-55 и упругих втулочно-пальцевых муфт ГОСТ 21424-75.

Упругие муфты работают при больших оборотах и сравнительно небольших вращающих моментах, зубчатые муфты наоборот применяют при небольших частотах вращения и большом крутящем моменте.

Рис 7.1- Эскиз муфты (МУВП ГОСТ 21424-75)

Упругие муфты компенсируют несоосность валов, смягчают толчки и удары за счет деформации упругого элемента.

Муфта компенсирует радиальное смещение вала до 0,6 мм, угловое смещение 1 и небольшое осевое смещение вала для проверки прочности рекомендуется проводить расчет пальца по напряжениям изгиба, а резину по напряжениям смятия.

Z

Таблица 7.1- Данные муфты

Где - длина пальца

Z- число пальцев

- диаметр центров пальцев

- диаметр пальца

- длина втулки

- допускаемые напряжения смятия и изгиба

Выбранная муфта МУВП 125 32-38 ГОСТ 21424-75.

8 Расчет ременной передачи

8.1 Исходные данные

n=1447 об/мин

i= 2,11

Натяжение ремня периодическое, желательны малые габариты.

8.2 Выбор сечения ремня

По рекомендации выбираем сечение ремня ГОСТ 1284.1-89

-ширина большего основания ремня, мм

- расчетная ширина ремня, мм

- высота ремня, мм

- угол клина ремня

Таблица 8.1- Данные ремня

8.3 Выбор геометрических параметров

По графику, учитывая условие задания по габаритам, принимаем:

По рекомендации подбираем:

8.4 Рассчитываем геометрические параметры передачи

Принимаем стандартное значение 350мм

Отклонение передаточного отношения не должно превышать 4%

принимаем межосевое расстояние: 400 мм

производим расчет длины ремня:

Принимаем стандартное значение l= 1600мм

Производим перерасчет межосевого расстояния:

Угол находится в допустимых пределах

8.5 Определяем мощность, передаваемую первым ремнем

Где - коэффициент охвата ремнем

- коэффициент длины ремня (график)

- коэффициент передаточного отношения (график)

- коэффициент режима нагрузки (спокойная 1..1,2; колебания 1,1..1,3)

8.6 Определяем число ремней

Примем 4шт

8.7 Находим натяжение одного ремня

8.8 Ресурс наработки ремней

Где

- коэффициент режима нагрузки (спокойная 2,5; умеренные колебания 1)

- коэффициент климатический (умеренные климатические условия )

9 Проверочный расчет шпоночного соединения

Для соединения вала со ступицей или полумуфтами применяют призматические шпонки, которые выполняют по ГОСТу 23360-78. Шпонки стандартизированы и выбираются в зависимости от диаметра вала. Стандартные шпонки выполняют из цельнотянутых стальных прутков Сталь 45 .

Шпонки работают на срез и смятие, однако чаще всего выходят из строя из-за смятия граней, поэтому расчет ведем на смятие.

T- момент на валу, Нм

d- диаметр вала, мм

- расчетная длина шпонки, мм

h, - параметры шпонки

- напряжение смятия, МПа для стальной ступицы (100..120 МПа)

Рис 9.1- Схема шпоночного соединения

Шпонка на промежуточном валу:

l= 60 мм

d= 60 мм

T= 599,07 Нм

b= 18мм

h= 11мм

= 7мм

= 42мм

Шпонка на тихоходном валу:

l= 110 мм

d= 90 мм

T= 2062,16 Нм

b= 25мм

h= 14мм

= 9мм

= 85мм

Шпонки на выходных концах валов просчитывать нет необходимости, так как они подобраны в зависимости от диаметра выходных концов.

10 Конструирование рамы привода

Для данного привода с учетом серии производства выберем сварную конструкцию рамы. Конфигурация рамы определяется схемой привода.

Высота рамы определяется по формуле:

Н=(0,08..0,10)L

Где L- длина рамы

Н=(0,08..0,10)1400=(80..140)

Подбираем размер швеллера стального горячекатаного ГОСТ 8240-89 № профиля- 14.

h= 140мм; b= 58мм

Высота платиков составляем 5..6 мм

Принимаем минимальное число болтов для крепления рамы к полу- 8шт

Диаметр болтов- 22мм

Для крепления принимаем фундаментальные болты.

11 Вопросы смазки и техники безопасности

11.1 Смазка

Смазка зубчатых колес редуктора производится окунанием колес промежуточного и тихоходного валов в масляную ванну. Смазка происходит картерным способом с помощью образования масленого тумана. Для редуктора принимаем масло индустриальное И-Г-А-68.

11.2 Техника безопасности

Перед пуском привода проводят ряд мероприятий:

1. Провести контрольный осмотр, убедиться в надежности крепления элементов привода.

2. Проверить уровень смазки, использовать маслоуказатель, при необходимости добавить масло или другой смазочный материал.

3. Покрасить сливные пробки, маслоуказатель в красный, а муфту в желтый цвета, вращающиеся части привода должны быть окрашены и ограждены.

4. Перед ремонтом электродвигателя питание должно быть отключено, ремни привода должны быть сняты, должна висеть табличка, предупреждающая о ремонте оборудования.

5. Привод не должен перегружаться больше расчетных и установленных норм.

12 Выбор посадок сопряжений

НАИМЕНОВАНИЕ СОПРЯЖЕНИЯ	ПОСАДКА, ДОПУСК
Крышка подшипника глухая- корпус	H7/d11
Крышка подшипника сквозная- корпус	H7/h8
Подшипник- корпус	H7/l0
Подшипник-вал	L0/k6
Колесо- вал	H7/k6
Манжета- вал	d9
Шпонка- вал	P9/h9
Хвостовик вала	k6
Муфта	H7
Шкив	H7
Крышка подшипника- манжета	D11