Проектирование привода ковшевого элеватора

Проанализировав эпюры, наметим опасные сечения:

быстроходный вал - m.В (два концентратора напряжений - посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью r);

тихоходный вал - m.D (два концентратора напряжений посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью r) и m.K (два концентратора напряжений - посадка колеса с натягом и шпоночный паз).

Определяем нормальные напряжения , МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

(11.2)

где - расчетные напряжения изгиба, МПа;

- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении,

- осевой момент сопротивления сечения вала, .

Определяем касательные напряжений , МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

(11.3)

где - расчетные напряжения кручения, МПа;

- крутящий момент, ;

- полярный момент сопротивления сечения вала, .

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетных сечений вала по формулам

(11.3)

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного

- коэффициент влияния шероховатости.

При действии в расчетном сечении двух источников концентрации напряжений учитывают только наиболее опасный из них (с наибольшим отношением или ) - посадка с натягом.

Определяем пределы выносливости в расчетных сечениях вала , , МПа, по формулам:

, (11.5)

где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, МПа,

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям по формулам:



(11.6)

Определяем общий коэффициент запаса прочности в расчетных сечениях по формуле:

(11.7)

где - допускаемый коэффициент запаса прочности в опасном сечении вала.

11.2.2 Проверочный расчет быстроходного вала на прочность

Определяем нормальные напряжения МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

где - расчетные напряжения изгиба, МПа;

- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении,

- осевой момент сопротивления сечения вала, .

Определяем касательные напряжений , МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

где - расчетные напряжения кручения, МПа;

- крутящий момент, ;

- полярный момент сопротивления сечения вала, .

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетных сечений вала по формулам:

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного

- коэффициент влияния шероховатости.

При действии в расчетном сечении двух источников концентрации напряжений учитывают только наиболее опасный из них (с наибольшим отношением или ) - посадка с натягом.

Определяем пределы выносливости в расчетных сечениях вала , , МПа, по формулам:

,

где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, МПа,

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям по формулам:

Определяем общий коэффициент запаса прочности в расчетных сечениях по формуле:

Условие выполняется.

11.2.3 Проверочный расчет тихоходного вала на прочность

Определяем в сечение m.D.

Определяем нормальные напряжения МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

где - расчетные напряжения изгиба, МПа;

- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении,

- осевой момент сопротивления сечения вала, .

Определяем касательные напряжений МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

где - расчетные напряжения кручения, МПа;

- крутящий момент, ;

- полярный момент сопротивления сечения вала, .

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетных сечений вала по формулам:

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного;

- коэффициент влияния шероховатости.

При действии в расчетном сечении двух источников концентрации напряжений учитывают только наиболее опасный из них (с наибольшим отношением или ) - посадка с натягом.

Определяем пределы выносливости в расчетных сечениях вала , , МПа, по формулам:

,

где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, МПа,

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям по формулам:

Определяем общий коэффициент запаса прочности в расчетных сечениях по формуле:

Условие выполняется.

Определяем в сечение m.K.

Определяем нормальные напряжения , МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

где - расчетные напряжения изгиба, МПа;

- суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении,

- осевой момент сопротивления сечения вала, .

Определяем касательные напряжений , МПа, в опасных сечениях вала по формуле:

где - расчетные напряжения кручения, МПа;

- крутящий момент, ;

- полярный момент сопротивления сечения вала, .

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений для расчетных сечений вала по формулам:

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

- коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного;

- коэффициент влияния шероховатости.

При действии в расчетном сечении двух источников концентрации напряжений учитывают только наиболее опасный из них (с наибольшим отношением или ) - посадка с натягом.

Определяем пределы выносливости в расчетных сечениях вала , , МПа, по формулам:

,

где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, МПа,

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям по формулам:

Определяем общий коэффициент запаса прочности в расчетных сечениях по формуле:

Условие выполняется.



12. Назначение посадок, допусков формы и расположения для основных деталей редуктора

Посадки и предельные отклонения размеров обозначаются в соответствиию стандартам единой системы допусков посадок (ЕСДМ СЭВ).

Таблица 12.1

Посадки для основных соединений деталей редуктора

Соединение	Посадка
Зубчатое колесо - вал
Полумуфта - вал
Распорные кольца
Стакан подшипникового узла
Наружные кольца ПК
Внутренние кольца ПК
Сквозные крышки подшипников
Глухие крышки подшипников
Шпонки - вал
Шпонка - зубчатое колесо, звездочка, полумуфта

Таблица 12.2

Допуски формы и расположения поверхностей для основных деталей редуктора

Назначение поверхности	Вид допуска (7-8 степень точности)
Под подшипники качения	, , (торцовое)
Под зубчатое колесо	, , (торцовое)
Под полумуфту	, , (торцовое)
Под открытую передачу	, (торцовое)
Шпоночный паз	,
Внутреннее отверстие зубчатого колеса	,



13. Смазывание редуктора

Смазывание зубчатого зацепления производим непрерывно жидким маслом И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4-87 картерным непроточным способом (окунанием зубьев колеса).

Для одноступенчатых редукторов при смазывании окунанием объем масляной ванны определяем из расчета 0,4…0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности.

Определяем уровень масла в коническом редукторе из условия, что должны быть полностью погружены в масляную ванну зубья колеса.

Контроль уровня масла, находящегося в корпусе редуктора, осуществляем круглым маслоуказателем.

Для замены масла в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой с конической резьбой.

Чтобы избежать повышения давления внутри корпуса и просачивания масла через уплотнения и стыки устанавливаем пробку-отдушину в крышке смотрового люка.

Смазывание подшипников быстроходного вала осуществляем пластичными материалами. Полость подшипника закрываем с внутренней стороны подшипникового узла внутренним уплотнением. Смазочный материал набивают в подшипник вручную при снятой крышке подшипникового узла на несколько лет. Смену смазочного материала производят при ремонте.

Смазывание подшипников тихоходного вала при окружной скорости осуществляют из картера в результате разбрызгивания масла колесом, образования масляного тумана и растекания масла по валам.

Для предотвращения вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также для защиты их от попадания пыли, грязи и влаги применяем манжетные уплотнения.



14. Выбор муфты

Для соединения ведомого вала редуктора с приводным валом конвейера в приводе воспользуемся зубчатой компенсирующей муфтой (по ГОСТ 5006-94), позволяющей соединять валы, нагруженные большими крутящими моментами при различной комбинации радиальных, угловых и осевых смещений валов. Муфта состоит из двух зубчатых втулок, закрепленных на концах валов, которые соединяются при помощи зубчатых обойм, которые скрепляются между собой болтами. Для уменьшения трения внутрь кожуха заливается масло. Муфта допускает радиальное и угловое смещение соединяемых валов за счет зазоров в зубчатом зацеплении.

Муфты выбираются по величине крутящего момента Т и диаметру соединяемых валов.

Принимаем муфту зубчатую М31-Н30 ГОСТ5006-3 предназначенную для передачи момента Тр=1000Нм. Параметры муфты: d=30 мм, b=12 мм, Z=30, m=2,5 мм.

Муфту рассчитываем по условию износостойкости

(14.1)

где Р - давление на поверхности зубьев, МПа;

b - ширина зуба;

-диаметр делительной окружности, мм;

[p]=12…15 МПа - допускаемое давление;

мм.

Условие износостойкости выполняется.



15. Сборка редуктора

Сборку редуктора производят в соответствии со сборочным чертежом.

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

Сборка редуктора производится в следующем порядке:

- на быстроходный вал надевают маслоотражающее кольцо и конические роликоподшипники, предварительно нагретые до 80°-100° и установленные в стакан. Регулируют осевой зазор в подшипниках поджатием круглой шлицевой гайки со стопорной шайбой;

- в начале сборки тихоходного вала закладывают шпонку под зубчатое колесо и напрессовывают колесо до упора в буртик вала. Затем надевают распорную втулку и напрессовывают конические роликоподшипники, предварительно нагретые в масле, до упора;

- устанавливают в регулировочный винт тихоходного вала резиновую манжету и устанавливают регулировочный винт в сквозную подшипниковую крышку;

- устанавливают регулировочный винт в глухую подшипниковую крышку;

- на тихоходный вал устанавливают регулировочные шайбы и крышки;

- собранный тихоходный вал устанавливают в основание корпуса редуктора;

- собранный быстроходный вал устанавливают в основание корпуса редуктора. После этого надевают крышку корпуса редуктора;

- для центровки крышку корпуса устанавливают на основание корпуса с помощью двух конических штифтов и затягивают болты подшипниковых бобышек и крышки редуктора;

- забивают смазочным материалом подшипники быстроходного вала;

- устанавливают в крышку быстроходного вала резиновую манжету и устанавливают крышку с прокладкой на быстроходный вал;

- производят регулировку зацепления;

- регулируют осевой зазор в подшипниках тихоходного вала регулировочными винтами;

- вворачивают сливную пробку и маслоуказатель в корпус редуктора;

- заливают масло и закрывают смотровой люк с пробкой-отдушиной.



Литература

1. Шейнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. по-собие / А.Е. Шейнблит. Изд. 2-е, перераб. и доп. Калининград: Янтар. сказ, 2002. 454 с.

Размещено на Allbest.ru

...