Расчет редуктора

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Краткое описание устройства и принципа действия разрабатываемого изделия

Согласно кинематической схеме вращающий момент передается от вала электродвигателя через муфту на зубчатую цилиндрическую шевронную передачу редуктора. Цилиндрическая передача в данном редукторе обеспечивает взаимно параллельное расположение входного и выходного валов.

Далее момент передаётся на цепную передачу. Затем на привод ленточного конвейера. Эта передача относится к передачам зацеплением.

Расчет редуктора выполнен на основании заданных данных ленточного транспортера.

2. Расчётно-конструкторский раздел

2.1 Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчёты

Выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя требуется:

Требуемая мощность электродвигателя, кВт; определяется по формуле (2.1);

(2.1)

где- необходимая мощность на ведущем барабане транспортёра, кВт; определяется по формуле (2.2);

- общий КПД; определяется по формуле (2.3).

(2.2)

где- усилие на барабане транспортёра, кН; кН (определено в ТЗ);

-скорость барабана транспортёра, м/с; м/с (определено в ТЗ).

(2.3)

гдеКПД цепной передачи; = (известно из [1], c.5);

КПД зубчатой передачи; =; (известно из [1], с.5);

КПД подшипников; =; (известно из [1], с.5).

Ориентировочная частота вращения вала электродвигателя, об/мин; определяется по формуле (2.4).

(2.4)

-частота вращения вала барабана транспортёра, об/мин; определяется по формуле (2.5);

- ориентировочное общее передаточное число привода; определяется по формуле (2.6).

(2.5)

где- диаметр ведущего барабана транспортёра, мм; мм (определено в ТЗ).

(2,6)

гдеориентировочное передаточное число цепной передачи; (известно из [1], с.6);

ориентировочное передаточное число зубчатой цилиндрической передачи; (известно из [1], с.6).

После выбора электродвигателя требуется уточнить общее передаточное число привода ; по формуле (2.7); фактическое передаточное число открытой передачи ; по формуле (2.8); в редукторе оставляется стандартное передаточное число .

(2.7)

(2.8)

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.6) и (2.5) получено:

об/мин

Подстановкой полученных выше значений и в формулу (2.4) получено:

об/мин

Подстановкой значений всех трёх КПД в формулу (2.3) получено:

Подстановкой и в формулу (2.2) получено:

кВт

Подстановкой и в формулу (2.1) получено:

кВт

Согласно полученным данным:

кВт

кВт

Выбирается электродвигатель №112МВ6/950 из [1], с.321.; со стандартными значениями:

кВт

об/мин

Подстановкой значений в формулу (2.7) и (2.8) получено:

(2.7)

(2.8)

Кинематический и силовой расчёт привода

Вращающие моменты , и , ; на валах привода определяются по формулам (2.7), (2.8), (2.9):

(2.7)

(2.8)

(2.9)

где- мощность на валу двигателя, кВт; равна ; определяется по формуле (2.10);

- мощность на ведущем валу редуктора, кВт; определяется по формуле (2.11);

- мощность на ведомом валу электродвигателя, кВт; определяется по формуле (2.12).

(2.10)

(2.11)

(2.12)

-скорость вращения вала электродвигателя, ; определяется по формуле (2.13);

-скорость вращения ведущего вала редуктора, ; определяется по формуле (2.14);

-скорость вращения ведомого вала редуктора, ; определяется по формуле (2.15);

(2.13)

(2.14)

(2.15)

где- количество оборотов на валу электродвигателя, об/мин; равно ; определяется по формуле (2.16);

- количество оборотов на ведущем валу редуктора, об/мин; определяется по формуле (2.17);

- количество оборотов на ведомом валу редуктора, об/мин; определяется по формуле (2.18).

(2.16)

(2.17)

(2.18)

Подстановкой в формулу (2.16) получено:

об/мин

Подстановкой и в формулу (2.17) получено:

об/мин

Подстановкой и в формулу (2.18) получено:

об/мин

Подстановкой , и в формулы (2.13), (2.14), (2.15) получено:



Подстановкой в формулу (2.10) получено:

кВт

Подстановкой , и в формулу (2.11) получено:

кВт

Подстановкой , и в формулу (2.12) получено:

кВт

Подстановкой и в формулу (2.7) получено:

Подстановкой и в формулу (2.8) получено:

Подстановкой и в формулу (2.9) получено:

2.2 Расчёт зубчатой передачи редуктора

Этот расчёт заключается в определении основных значений зубчатой передачи:

Определение материала, из которого будет изготовлено колесо и шестерня;

Допускаемое контактное напряжение: ;

Допускаемые напряжения изгиба: и ;

Межосевое расстояние: ;

Предварительные основные размеры колеса: и ;

Модуль передачи: ;

Угол наклона и суммарное число зубьев: ;

Число зубьев шестерни и колеса: и ;

Диаметры шестерни и колеса;

Силы в зацеплении: - окружная сила; - радиальная сила;

Проверка зубьев колёс по напряжениям изгиба;

Проверка зубьев колёс по контактным напряжениям.

Исходные данные для расчета зубчатой передачи

;

об/мин;

об/мин;

кВт;

кВт;



Все значения взяты с ведущего и ведомого валов редуктора.

Материал шестерни и колеса

Сталь 40Х

- предел текучести, мПа; мПа;

- твёрдость шестерни, мПа; мПа;

- твёрдость колеса, мПа; мПа.

В качестве термообработки - улучшение.

Допускаемые контактные напряжения , мПа ([3],c.45); определяют по формуле (2.19):

(2.19)

где- предел контактной выносливости зубьев, мПа; определяют по формуле 2.20;

(2.20)

-допускаемый запас, =1.1 ([3], с.45);

-коэффициент долговечности, =1 ([3], с.45)

Подстановкой значений и в формулу (2.20) определено:

Для материала шестерни:

мПа

Для материала колеса:

мПа

Полученные значения подставляются в формулу (2.19) и определяется :

Для материала шестерни:

мПа

Для материала колеса:

мПа

За допускаемое контактное напряжение принимается наименьшее значение =490,9; потому что при этом напряжении точно ничего не сломается.

Допускаемое напряжение изгиба, мПа ([3], с. 47); определяется по формуле (2.21):

(2.21)

где- предел выносливости зубьев по излому, мПа; =1,8 ([3], с. 46);

- допускаемый запас, =1,75 ([3], с. 46);

-коэффициент учитывающий влияние двустороннего приложения нагрузки, =1 ([3], с. 46);

-коэффициент долговечности, =1 ([3], с. 46).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.21) определено:

Для материала шестерни:

мПа

Для материала колеса:

мПа

Межосевое расстояние , мм ([1], с.13); определяется по формуле (2.22):

(2.22)

где ([1], с. 13);

- коэффициент концентрации нагрузки, =1 ([3], с.48);

-вращающий момент на ведомом валу редуктора, ; (известно из исходных данных);

=0,4 ([1], с. 13);

- передаточное число зубчатой передачи; (известно из исходных данных);

- допускаемое контактное напряжение, мПа; (определено в пункте 2.2.3).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.22) получено:

м=84,9 мм

Вычисленное межосевое расстояние округляется в большую сторону до стандартного: 90 мм ([1], с. 13).

Предварительные основные размеры колеса:

-делительный диаметр колеса, мм; определяется по формуле (2.23):

(2.23)

где- межосевое расстояние, мм (определено в формуле (2.22);

-передаточное число зубчатой передачи, (известно их исходных данных).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.23) получено:

мм

-ширина колеса, мм; определяется по формуле (2.24):

(2.24)

где ([1], с. 13);

мм (определено в формуле (2.22)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.24) получено:

мм

Полученное значение равно значению из стандартного ряда ([1], с. 290 таблица 18.1).

Модуль передачи , мм ([1], с. 13); определяют по формуле (2.25):

(2.25)

где ([1], с. 13);

- делительный диаметр колеса, мм; определено в формуле (2.23);

-ширина колеса, мм; определено в формуле (2.24);

- допускаемое напряжение изгиба для колеса, мПа; определено в формуле (2.21)

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.25) получено:

 м

Значение модуля передачи, полученное расчётом, округляют в большую сторону до стандартного из ряда чисел ([1], с. 13 1-й ряд) =1 мм.

Угол наклона и суммарное число зубьев

Угол наклона ([2], с. 13);

Суммарное число зубьев ([1], с. 13); определяют по формуле (2.26):

(2.26)

где мм;

- модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25));

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.26) получено:

Число зубьев шестерни и колеса:

Число зубьев шестерни ([1], с. 14); определяют по формуле (2.27):

(2.27)

где- суммарное число зубьев, (определено в формуле (2.26));

(известно из исходных данных);

- для шевронных колёс.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.27) получено:

Полученное значение округляют в ближайшую сторону до целого .

Число зубьев колеса ([1], с. 14); определяют по формуле (2.28):

(2.28)

где;

- число зубьев шестерни, (определено в формуле 2.27)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.28) получено:

Диаметры шестерни и колеса

Делительный диаметр шестерни , мм ([1], с. 14); определяют по формуле (2.29):

(2.29)

где- число зубьев шестерни, (определено в формуле 2.27));

- модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25));

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.29) получено:

мм

Диаметр вершин шестерни , мм; определяется по формуле (2.30):

(2.30)

где- делительный диаметр шестерни, мм; (определено в формуле (2.29));

- модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.30) получено:

мм

Диаметр впадин шестерни , мм; определяется по формуле (2.31):

(2.31)

где- делительный диаметр шестерни, мм (определено в формуле (2.29));

- модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.31) получено:

 мм

Делительный диаметр колеса , мм ([1], с. 14); определяют по формуле (2.32):

(2.32)

где мм;

- делительный диаметр шестерни, мм; (определено в формуле (2.29)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.32) получено:

мм

Диаметр вершин колеса , мм ([1], с. 14); определяется по формуле (2.33):

(2.33)

где- делительный диаметр колеса, мм; (определено в формуле (2.32));

- модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.33) получено:

мм

Диаметр впадин колеса , мм ([1], с. 14); определяется по формуле (2.34):

(2.34)

где- делительный диаметр колеса, мм; (определено в формуле (2.32));

- модуль зубчатой передачи, мм (определено в формуле (2.25)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.34) получено:

мм

Силы в зацеплении

Окружная сила , ([1], с. 15); определяется по формуле (2.35):

(2.35)

где- вращающий момент на ведомом валу редуктора, (известно из исходных данных);

- делительный диаметр колеса, мм; (определено в формуле (2.32)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.35) получено:

Радиальная сила , ([1], с. 15); определяется по формуле (2.36):

(2.36)

где- окружная сила, н (определено в формуле (2.35))

([1], с. 15);

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.36) получено:

н

Осевая сила , н ([1], с.15); определяется по формуле (2.37):

(2.37)

где н;

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.37) получено:

Проверка зубьев колёс по напряжениям изгиба

Этот расчёт заключается, в определении превышает ли расчётное напряжение изгиба допускаемое .

Расчётное напряжение изгиба для колеса, мПа ([1], с. 15); определяется по формуле (2.37):

(2.37)

где=1, т.к. передача шевронная ([1], с. 15);

Коэффициент ([1], с. 15) определяется по формуле (2.38):

(2.38)

где- угол наклона зубьев, .

Подставив указанные выше значения в формулу (2.38) получено:

; определено в формуле (2.38);

([3], с. 48);

([3], с. 48);

Коэффициент выбирают из таблицы 2.6 в зависимости то значения .

Для шестерни ([1], с. 16) определяется по формуле (2.39):

(2.39)

Для колеса определяется по той же формуле:

В зависимости от полученных значений и выбирается коэффициент и ([1], с.16 таблица 2.6):

;

=3.61.

- окружная сила, н; определено в формуле (2.35);

-ширина колеса, мм; определено в формуле (2.24);

- модуль зубчатой передачи, мм; определено в формуле (2.25).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.37) получено:

мПа,

что меньше допускаемого напряжения изгиба =241,7 мПа, значит, расчёт прошёл.

Расчётное напряжение изгиба для шестерни, мПа ([1], с. 15); определяется по формуле (2.40):

(2.40)

где- расчётное напряжение изгиба для колеса, мПа; определено в формуле (2.37);

=3,66 ([1], с.16 таблица 2.6);

=3,61 ([1], с.16 таблица 2.6).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.40) получено:

мПа

Что меньше допускаемого напряжения изгиба мПа, значит, расчёт прошёл.

Проверка зубьев колёс по контактным напряжениям

Этот расчёт заключается в определении войдёт ли получение напряжение в пределы (0,8…….1,1) .

Контактное напряжение , мПа ([1], с. 16); определяется по формуле (2.41):

(2.41)

где- коэффициент распределения нагрузки между зубьями, ([1], с. 16);

([3], с. 48);

([1], с. 16);

- передаточное число зубчатой передачи; (известно из исходных данных);

- окружная сила, н; определено в формуле (2.35);

- делительный диаметр шестерни, мм =0,036 м; определено в формуле (2.29);

-ширина колеса, =36 мм=0,036 м; определено в формуле (2.24).

Подставив указанные выше значения в формулу (2.41) получено:

мПа

Чтобы определить вошло ли полученное значение, в данные пределы нужно допускаемое контактное напряжение умножить сначала на 0,8, а затем на 1,1.

мПа

мПа

Наше число вошло в эти пределы, а значит, редуктор выдержит нагрузки и не сломается.

2.3 Расчёт открытой (цепной) передачи

Этот расчёт заключается в определении следующих значений:

Число зубьев ведущей звёздочки , ведомой звёздочки ;

Расчётный коэффициент нагрузки ;

Шаг цепи ;

Скорость цепи ;

Окружная сила ;

Давление в шарнирах ;

Число звеньев цепи ;

Межосевое расстояние цепной передачи ;

Диаметры делительных окружностей звёздочек и ;

Диаметры наружных окружностей звёздочек и ;

Силы действующие на цепь: и ;

Расчётная нагрузка на валы ;

Коэффициент запаса прочности ;

Размеры ведущей звёздочки: и .

Исходные данные для расчёта цепной передачи:

- мощность на ведущем валу цепной передачи, кВт; кВт;

- мощность на ведомом валу цепной передачи, кВт; кВт;

- количество оборотов на ведущем валу цепной передачи, об/мин; об/мин;

- количество оборотов на ведомом валу цепной передачи, об/мин; об/мин;

- скорость вращения ведущего вала цепной передачи, ; ;

- скорость вращения ведомого вала цепной передачи, ; ;

- вращающий момент на ведущем валу цепной передачи, ; ;

- вращающий момент на ведомом валу цепной передачи, ; ;

- передаточное число цепной передачи; .

Число зубьев звездочек

Число зубьев ведущей звёздочки ([2], с. 148); определяется по формуле (2.42):

(2.42)

где (известно из исходных данных).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.42) получено:

Полученное значение округляется в ближайшую большую сторону .

Число зубьев ведомой звёздочки ([2], с. 148); определяется по формуле (2.43):

(2.43)

где; определено в формуле (2.42);

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.43) получено:

Полученное значение округляется в ближайшую большую сторону .

Расчётный коэффициент нагрузки ([2], с. 149); определяется по формуле (2.44):

(2.44)

где- динамический коэффициент, ([2], с. 149);

- коэффициент учитывающий влияние межосевого расстояния, ([2], с. 299);

- коэффициент учитывающий влияние угла наклона линии центров, ([2], с. 299);

- коэффициент учитывающий способ регулирования натяжения цепи, ([2], с. 299);

, при непрерывной смазке ([2], с. 299);

- коэффициент учитывающий продолжительность работы в сутки, ([2], с. 299).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.44) получено:

Шаг цепи , мм ([2], с. 149); определяется по формуле (2.45):

(2.45)

где (известно из исходных данных);

; определено в формуле (2.44);

; определено в формуле (2.42);

- допускаемое давление, мПа; ([2], табл. 7.18 с. 150).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.45) получено:

мм

Из таблицы 7.15 ([2], с. 147) выбирается цепь ПР19,05-31,8 по ГОСТу 13568-75 имеющая стандартные показатели: ;

- разрешающая нагрузка, кН; кН;

([2], с. 147).

Скорость цепи , ([2], с. 149); определяется по формуле (2.46):

(2.46)

где;

(пункт 2.3.4);

об/мин (известно из исходных данных).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.46) получено:

Окружная сила , н ([2], с. 149); определяется по формуле (2.47):

(2.47)

где (известно из исходных данных);

(известно из исходных данных);

; определено в формуле (2.46).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.47) получено:

н

Давление в шарнирах , мПа ([2], с. 150); определяется по формуле (2.48):

(2.48)

где н; определено в формуле (2.47);

- коэффициент эксплуатации, ;

- проекция опорной площади шарнира, ([2], с. 147).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.48) получено:

мПа

Допускаемое давление , мПа ([2], с. 150); определяется по формуле (2.49):

(2.49)

где.

Подстановкой указанных значений в формулу (2.49) получено:

мПа

Условие выполнено.

Число звеньев цепи ([2], с. 148); определяется по формуле (2.50):

(2.50)

где ([2], с. 148)

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.50) получено:

Полученное число округляют в ближайшую сторону до целого .

Межосевое расстояние цепной передачи , мм ([2], с. 149); определяется по формуле (2.51):

(2.51)

где (пункт 2.3.4);

; определено в формуле 2.50;

; определено в пункте 2.3.9;

; определено в пункте 2.3.9.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.51) получено:

мм

Для свободного провисания цепи предусматривается возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%.

Диаметры делительных окружностей звёздочек и , мм ([2], с. 148); определяются по формулам (2.52) и (2.53):

(2.52)

где (пункт 2.3.4); .

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.52) получено:

мм

(2.53)

где (пункт 2.3.4); .

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.53) получено:

мм

Диаметры наружных окружностей звёздочек и , мм ([2], с. 148); определяются по формулам (2.54) и (2.55):

(2.54)

где (пункт 2.3.4);

;

- диаметр ролика, мм ([2], с. 148); мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.54) получено:

мм

(2.55)

где (пункт 2.3.4);

;

- диаметр ролика, мм ([2], с. 148); мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.55) получено:

мм

Силы, действующие на цепь

Нагрузка от центробежных сил , н ([2], с. 301); определяется по формуле (2.56):

(2.56)

где кг/м ([2], с. 147);

м/с.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.56) получено:

н

Нагрузка от провисания цепи , н ([2], с. 301); определяется по формуле (2.57):

(2.57)

где; при угле наклона цепи ([2], с. 151);

кг/м ([2], с. 147);

м; определено в формуле (2.51).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.57) получено:

н

Расчётная нагрузка на валы , н ([2], с. 301); определяется по формуле (2.58):

(2.58)

где н; определено в формуле (2.47);

н; определено в формуле (2.57).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.58) получено:

Коэффициент запаса прочности , ([2], с. 151); определяется по формуле (2.59):

(2.59)

где- разрушающая нагрузка, мПа ([2], с. 147); мПа.

н; определено в формуле (2.47);

- динамический коэффициент, ;

; определено в формуле (2.56);

н; определено в формуле (2.57).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.59) получено:

Размеры ведущей звёздочки

Диаметр , мм; определяется по формуле (2.60):

мм(2.60)

Длина ступицы звёздочки , мм; определяется по формуле (2.61):

мм(2.61)

Принимается мм.

2.4 Предварительный расчёт валов редуктора

Этот расчёт заключается в определении диаметров вала под шпонки и , и диаметров под подшипники и .

Ведущий вал (эскиз указан на рис 2.1)

Диаметр ступени вала под шкив , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.62) при допускаемом значении мПа (стандартная величина):

(2.62)

где- вращающий момент на ведомом валу ремённой передачи,

 ;

Подстановкой значений в формулу (2.62) получено:

мм

Принимается стандартное значение мм ([2], с. 162), мм, берётся на 5-10 мм больше диаметра ступени под шпонку.

Ведомый вал (эскиз указан на рис 2.2)

Диаметр ступени вала под муфту , мм ([2], с. 297); определяется по формуле (2.63) при допускаемом значении мПа (стандартная величина):

(2.63)

где- вращающий момент на ведомом валу редуктора, ;

Подстановкой указанных значений в формулу (2.63) получено:

мм

Принимается стандартное значение мм ([2], с. 162); мм, берётся на 5-10 мм больше диаметра ступени под муфту.

Все значения сведены в таблицу подшипников

Таблица подшипников

Условное обозначение
205	25	52	15	14	6,95
207	35	72	17	25,5	13,7

2.5 Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерню выполняют за одно целое с валом:

мм;

мм;

мм.

Колесо кованое:

мм;

мм;

мм;

Диаметр ступицы , мм ([2], с. 297); определяется по формуле (2.64):

(2.64)

где- диаметр той ступени вала на которой будет находиться колесо, мм (это значение на 5-10 мм больше диаметра под подшипник).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.64) получено:

мм

Длина ступицы , мм ([2], с. 297); определяется по формуле (2.65):

(2.65)

где мм.

Подстановкой значений в формулу (2.65) получено:

Принимается значение из стандартного ряда находящееся в полученных пределах мм.

Толщина обода , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.66):

(2.66)

где- , =1.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.66) получено:

выбирается из полученных пределов, мм.

Толщина диска , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.67):

(2.67)

где- ширина колеса, мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.67) получено:

мм

2.6 Конструктивные размеры корпуса

Толщина стенок корпуса , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.68):

(2.68)

где мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.68) получено:

мм

Принимается мм.

Толщина крышки корпуса , мм ([2], с. 298); определятся по формуле (2.69):

(2.69)

где мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.69) получено:

мм

Принимается мм. Толщина верхнего пояса корпуса , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.70):

(2.70)

где мм; определено в формуле (2.68).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.70) получено:

мм

Толщина нижнего пояса корпуса , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.71):

(2.71)

где мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.71) получено:

мм

Принимается мм

Толщина пояса крышки , мм ([2], с. 298); определяется по формуле:

(2.72)

где мм; определено в формуле (2.69).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.72) получено:

мм

Диаметр фундаментных болтов , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.73):

(2.73)

где мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.73) получено:

мм

Резьба , она выбирается из стандартного ряда в большую сторону от большего предела.

Диаметр болтов крепящих крышку к корпусу у подшипников , мм([2], с. 298); определяется по формуле (2.74):

(2.74)

где; определено в формуле (2.73).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.74) получено:

мм

Резьба выбирается из стандартного ряда в большую сторону от большего из полученных пределов. Диаметр болтов соединяющих крышку с корпусом , мм ([2], с. 298); определяется по формуле (2.75):

(2.75)

где.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.75) получено:

 мм

Резьба выбирается .

2.7 Первый этап компоновки редуктора

Очерчивание внутренней стенки корпуса. Принимается зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса , мм ([2], с. 302); определяется по формуле (2.76):

(2.76)

где мм; определено в формуле (2.68).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.76) получено:

мм

При наличии ступицы зазор берётся от торца ступицы.

Зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса , мм ([2], с. 302).

Расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса , мм ([2], с. 302).

Если диаметр окружностей вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра, то расстояние надо брать от шестерни.

Предварительно выбираются радиальные шарикоподшипника средней серии; габариты подшипников выбираются по диаметру вала в месте посадки подшипников мм и мм.

Для подшипников в качестве смазочного материала выбирается пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаются мазеудерживающие кольца. Их ширину определяет размер мм

мм.

2.8 Построение эпюр

Ведущий вал

Значения необходимые для построения эпюр:

н;

н;

н;

н.

Определение реакций в вертикальной плоскости

Сумма моментов вокруг точки А:

Реакция , н; определяется по формуле (2.77):

н(2.77)

где н;

 н;

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.77) получено:

н

н (потому что реакция не может быть отрицательной)

Сумма моментов вокруг точки В:

Реакция , н; определяется по формуле (2.78):

(2.78)

где н;

н;

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.78) получено:

н

Уравнение для построения эпюры в вертикальной плоскости

Определение реакций в горизонтальной плоскости

Сумма моментов вокруг точки А:

Реакция , н; определяется по формуле (2.79):

(2.79)

где н;

н.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.79) получено:

н

Сумма моментов вокруг точки В:

Реакция , н; определяется по формуле (2.80):

(2.80)

где н;

н.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.80) получено:

н

Уравнение для построения эпюры в горизонтальной плоскости

Суммарные реакции в подшипниках и , н; определяются по формулам (2.81) и (2.82):

(2.81)

где н; определено в формуле (2.78);

н; определено в формуле (2.80).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.81) получено:

н

(2.82)

где н; определено в формуле (2.69);

н; определено в формуле (2.71).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.82) получено:

 н

Ведомый вал

Определение реакций в вертикальной плоскости

Сумма моментов вокруг точки А:

Реакция , н; определяется по формуле 2.83:

(2.83)

где н.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.83) получено:

н

н (потому что реакция не может быть отрицательной).

Сумма моментов вокруг точки В:

Реакция , н; определяется по формуле 2.84:

(2.84)

где н.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.84) получено:

н

н (потому что реакция не может быть отрицательной).

Уравнение для построения эпюры в вертикальной плоскости

Определение реакций в горизонтальной плоскости

Сумма моментов вокруг точки А:

Реакция , н; определяется по формуле 2.85:

(2.85)

где н.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.85) получено:

н

 н (потому что реакция не может быть отрицательной).

Сумма моментов вокруг точки В:

Реакция , н; определяется по формуле 2.86:

(2.86)

где н.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.86) получено:

н

н (потому что реакция не может быть отрицательной).

Уравнение для построения эпюры в горизонтальной плоскости

Суммарные реакции в подшипниках и , н; определяются по формулам 2.87 и 2.88:

(2.87)

где н (определено в формуле (2.84));

н (определено в формуле (2.86)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.87) получено:

н

(2.88)

где: н (определено в формуле (2.83));

н (определено в формуле (2.85)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.88) получено:

н

2.9 Подбор и расчёт подшипников для валов редуктора

Ведущий вал:

Намечаем шариковые радиальные подшипники 205: мм; мм; мм; ; .

Эквивалентная нагрузка , н ([2], с. 305); определяется по формуле (2.89):

(2.89)

где н; определено в формуле (2.81);

;

 (вращается внутреннее кольцо);

- коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров, (табл. 9.19);

(табл. 9.20);

Для того чтобы выбрать величины и нужно из соотношения ; этой величине соответствует ; соотношение , значит (таблица 9.18 с. 213) , а .

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.89) получено:

н

Расчётная долговечность , млн/об ([2], с. 305); определяется по формуле (2.90):

(2.90)

где (известно из таблицы подшипников);

- эквивалентная нагрузка, н; определено в формуле (2.89).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.90) получено:

млн/об

Расчётная долговечность , час. ([2], с. 305); определяется по формуле (2.91):

(2.91)

где млн/об; определено в формуле (2.90);

- количество оборотов на ведущем валу редуктора, об/мин.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.91) получено:

час

Ведомый вал

Намечаем шариковые радиальные подшипники 207: мм; мм; мм; ; .

Эквивалентная нагрузка , н ([2], с. 307); определяется по формуле (2.92):

(2.92)

где н; определено в формуле (2.88);

(вращается внутреннее кольцо);

- коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров, (табл. 9.19);

(табл. 9.20);

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.92) получено:

н

Расчётная долговечность , млн/об; ([2], с. 305); определяется по формуле (2.93):

(2.93)

где (известно из таблицы подшипников);

- эквивалентная нагрузка, н (определено в формуле (2.92)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.93) получено:

млн/об

Расчётная долговечность , час. ([2], с. 305); определяется по формуле (2.94):

(2.94)

где млн/об; определено в формуле (2.93);

- количество оборотов на ведомом валу редуктора, об/мин.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.94) получено:

ч

2.10 Подбор и проверочный расчёт шпоночных соединений

Ведущий вал

Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице мПа.

Предел прочности шпонки под муфту , мПа ([2], с. 310); определяется по формуле (2.95):

(2.95)

электродвигатель редуктор привод передача

где- вращающий момент на ведущем валу редуктора, мПа;

- диаметр ступени вала под шпонку, мм;

мм (табл. 8.9 с. 169);

мм (табл. 8.9 с. 169);

мм (табл. 8.9 с. 169);

мм, длина шпонки берётся на 5-10 мм меньше длины той ступени вала, куда она устанавливается и должна входить в стандартный ряд ([2], с. 169).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.95) получено:

мПа

Условие выполнено.

Шпонка ГОСТ 23360-78.

Ведомый вал

Из двух шпонок под зубчатым колесом и под звёздочкой более нагружена вторая (меньше диаметр вала и, следовательно, меньше размеры поперечного сечения шпонки).

Предел прочности шпонки под звёздочку , мПа ([2], с. 310); определяется по формуле (2.96):

(2.96)

где:- вращающий момент на ведомом валу редуктора, мПа;

- диаметр ступени вала под шпонку, мм;

мм (табл. 8.9 с. 169);

мм (табл. 8.9 с. 169);

мм (табл. 8.9 с. 169);

мм, длина шпонки берётся на 5-10 мм меньше длины той ступени вала, куда она устанавливается и должна входить в стандартный ряд (с. 169).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.96) получено:

мПа

Условие выполнено.

Шпонка ГОСТ 23360-78.

Выбор шпонки под колесо

Шпонка ГОСТ 23360-78.

Подбор муфты

Муфта втулочная ГОСТ 20761-80 (табл. 11.1 с. 269)

Уточнённый расчёт валов

Во время этого расчёта рассматриваются три сечения ведущего вала:А-А, К-К, Л-Л и Б-Б.

Ведущий вал

Материал вала - Ст.40Х;

Термообработка-улучшение;

мПа (табл. 3.3 с. 34);

мм.

Сечение А-А: это место ослаблено шпоночным пазом, поэтому здесь возникают дополнительные напряжения.

Стандартные коэффициенты:

;

;

;

;

;

;

.

Пределы выносливости и , мПа ([2], с. 313); определяются по формулам (2.97) и (2.98):

(2.97)

где мПа.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.97) получено:

мПа

Принимается мПа

(2.98)

где мПа (определено в формуле (2.97)).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.98) получено:

мПа

Суммарный изгибающий момент , ; определяется по формуле 2.99:

(2.99)

где- давление на валы, н;

-длина шпонки под шкив, мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.99) получено:

Момент сопротивления кручению , ([2], с. 313); определяется по формуле (2.100):

(2.100)

где- диаметр ступени вала в сечении А-А, мм;

мм (табл. 8.9 с. 169);

мм (табл. 8.9 с. 169);

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.100) получено:

Момент сопротивления изгибу , ([2], с. 313); определяется по формуле (2.101):

(2.101)

где мм;

мм;

мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.101) получено:

Амплитуда , мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений , мПа ([2], с. 314); определяется по формуле (2.102):

(2.102)

где ;

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.102) получено:

мПа

Амплитуда нормальных напряжений , мПа([2], с. 314); определяется по формуле (2.103):

(2.103)

;

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.103) получено:

мПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям ([2], с. 314); определяется по формуле (2.104):

(2.104)

где мПа; определено в формуле (2.97);

;

;

;

мПа;

- среднее напряжение, .

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.104) получено:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям ([2], с. 314); определяется по формуле (2.105):

(2.105)

где мПа; определено в формуле (2.98);

;

;

мПа

;

мПа

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.105) получено:



Результирующий коэффициент запаса прочности ([2], с. 314); определяется по формуле (2.106):

(2.106)

где; определено в формуле (2.94);

; определено в формуле (2.95).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.106) получено:

Сечение К-К. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом.

Осевой момент сопротивления , ([2], с. 314); определяется по формуле (2.107):

(2.107)

где- посадочный диаметр под подшипник, мм (таблица подшипников).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.107) получено:



Суммарный изгибающий момент , ;

Амплитуда нормальных напряжений , мПа ([2], с. 314); определяется по формуле (2.108):

(2.108)

где ; определено в пункте 2.12.2.2;

; определено в формуле (2.107).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.108) получено:

мПа

Полярный момент сопротивления , ([2], с. 315); определяется по формуле (2.109):

(2.109)

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.109) получено:

Амплитуда , мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений , мПа ([2], с. 315); определяется по формуле (2.110):

(2.110)

где ;

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.110) получено:

мПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям ([2], с. 315); определяется по формуле (2.111):

(2.111)

где мПа; определено в формуле (2.89);

;

;

мПа.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.111) получено:



Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям ([2], с. 314); определяется по формуле (2.112):

(2.112)

где мПа; определено в формуле (2.112);

;

;

мПа

;

мПа

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.112) получено:

Результирующий коэффициент запаса прочности ([2], с. 315); определяется по формуле (2.113):

(2.113)

где; определено в формуле (2.111);

; определено в формуле (2.112).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.113) получено:

Сечение Л-Л. Концентрация напряжений обусловлена переходом от диаметра 35 мм к диаметру 30 мм; при - коэффициенты концентрации напряжений будут равны:

;

.

Суммарный изгибающий момент , ; определяется по формуле 2.114:

(2.114)

где н;

мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.114) получено:

Осевой момент сопротивления сечения , ([2], с. 315); определяется по формуле (2.115):

(2.115)

где мм (берётся наименьший диаметр, т.е. тот который вероятней всего сломается);

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.115) получено:

Амплитуда нормальных напряжений , мПа ([2], с. 315); определяется по формуле (2.116):

(2.116)

где ;

; определено в формуле (2.115).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.116) получено:

мПа

Полярный момент сопротивления , ([2], с. 316); определяется по формуле (2.117):

(2.117)

где .

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.117) получено:

Амплитуда , мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений , мПа ([2], с. 315); определяется по формуле (2.118):

(2.118)

где ;

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.118) получено:

мПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям ([2], с. 317); определяется по формуле (2.119):

(2.119)

где мПа; определено в формуле (2.97);

;

;

мПа.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.119) получено:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям ([2], с. 317); определяется по формуле (2.103):

(2.120)

где мПа; определено в формуле (2.98);

;

;

мПа

;

мПа

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.120) получено:

Результирующий коэффициент запаса прочности ([2], с. 317); определяется по формуле (2.121):

(2.121)

где; определено в формуле (2.119);

; определено в формуле (2.120).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.121) получено:

Сечение Б-Б. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

;

;

;

.

Суммарный изгибающий момент , ; .

Момент сопротивления сечения , ([2], с. 316); определяется по формуле (2.122):

(2.122)

где мм;

мм;

мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.122) получено:

Амплитуда нормальных напряжений , мПа ([2], с. 316); определяется по формуле (2.123):

(2.123)

;

; определено в формуле (2.122).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.123) получено:

мПа

Момент сопротивления сечения кручению , ([2], с. 316); определяется по формуле (2.124):

(2.124)

где мм.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.124) получено:

Амплитуда , мПа; и среднее напряжение цикла касательных напряжений , мПа ([2], с. 317); определяется по формуле (2.125):

(2.125)

где ;

.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.125) получено:

мПа

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям ([2], с. 317); определяется по формуле (2.126):

(2.126)

где мПа; определено в формуле (2.97);

;

;

мПа.

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.126) получено:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям ([2], с. 317); определяется по формуле (2.127):

(2.127)

где мПа; определено в формуле (2.98);

;

;

мПа

;

мПа

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.127) получено:

Результирующий коэффициент запаса прочности ([2], с. 317); определяется по формуле (2.128):

(2.128)

где; определено в формуле (2.126);

; определено в формуле (2.127).

Подстановкой указанных выше значений в формулу (2.128) получено:

Во всех сечениях .

Сечение	А-А	К-К	Л-Л	Б-Б
Коэф. запаса	7,7	11,1	12,1	19,6

3. Технологический раздел

3.1 Выбор смазки. Смазка зацепления и подшипников

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объём масляной ванны определяется из расчёта масла на 1 кВт передаваемой мощности: м/с.

По табл. 10.8 устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях мПа и скорости м/с, рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна . По табл. 10.10 принимаем масло индустриальное И-30А (ГОСТ 20799-75).

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 (табл. 9.14), периодически пополняем его шприцем через пресс-маслёнки.

3.2 Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:

на ведущий вал, насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до ;

в ведомый вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надеваю...