Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Технический уровень всех отраслей хозяйства тесно связан и в значительной степени с уровнем развития машиностроения. На основе развития машиностроения осуществляется комплексная механизация в промышленности, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте, в коммунальном хозяйстве. В решениях правительства постоянно уделяется внимание усовершенствованию и развитию конструкции современных машин. Указываются направления и требования, которые необходимо учитывать при проектировании новых машин и механизмов. Проектируемые машины и механизмы должны иметь наиболее высокие эксплуатационные показатели (производительность, КПД), небольшой расход энергии и эксплуатационных материалов. Весьма различные машины и механизмы в большинстве своем состоят из однотипных по служебным функциям деталей и сборочных единиц. Отсюда следует, что одни и те же методы анализа, расчета и проектирования находят применение, казалось бы, в далеких друг от друга отраслях техники.

Привод машин и механизмов - система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств обеспечивающих приведение в движение рабочих органов машин. привод конвейер редуктор напряжение



1. Общие сведения о приводах конвейеров

Приводной механизм служит для приведения в движение тягового и грузонесущего элементов конвейера.

По способу передачи тягового усилия различают приводы: с передачей усилия зацеплением; фрикционные: однобарабанные (одноблочные), двух-, трёхбарабанные и специальные промежуточные.

При передаче усилия зацеплением применяется, в основном, два типа компоновки. Первый -- это угловая с применением звездочки или кулачкового блока. Данный привод конвейера располагается на повороте трассы на 90 или 180°. Второй вариант -- это прямолинейный или гусеничный тип. Размещается на прямом участке трассы и оснащается приводной цепью и кулаками.

Возьмём для примера схему привода ленточного конвейера (Рисунок 1.1 ).

1 - электродвигатель;

2 - ременная передача;

3 - редуктор цилиндрический одноступенчатый;

4 - открытая цепная передача;

5 - лента конвейера;

6 - барабан конвейера

Рисунок 1.1 - Схема привода ленточного конвейера

1.1 Виды редукторов и механических передач, области применения

Для передачи мощности от двигателя к рабочей машине применяют отдельно выполненные механизмы, состоящие из зубчатых или червячных передач.

Редуктором называется передача, установленная в закрытом корпусе, и служащая для снижения частоты вращения и повышения вращающего момента на ведомом валу. Установка передачи в отдельном корпусе гарантирует точность сборки, лучшую смазку, более высокий КПД, меньший износ, защиту от попадания воды, абразивных веществ, повышает надежность и безопасность обслуживания. Составные части редуктора представлены на рисунке (Рисунок 1.2).

1 - основание;

2 - корпус (в который помещают элементы передачи -- зубчатые колеса, валы, подшипники и т.д);

3 - смотровой люк;

4 - отверстие для слива;

5 - подшипники;

6 - 7 - 8 - валы;

Рисунок 1.2 - Составные части редуктора

Редукторы бывают конические, цилиндрические, волновые, планетарные - это зубчатые типы передач, а также червячного типа. Кроме того они могут быть одноступенчатыми, двухступенчатыми и трехступенчатыми системами.

Одноступенчатые и многоступенчатые цилиндрические модели. Отличаются они параллельным размещением осей входного и выходного валов. Пример одноступенчатого цилиндрического редуктора представлен на рисунке (Рисунок 1.3)

Рисунок 1.3 - Одноступенчатый цилиндрический редуктор

Конические (Рисунок 1.4), коническо-цилиндрические модели. Оси валов у таких механизмов пересеченные.

Рисунок 1.4 - Конический редуктор

Червячные (Рисунок 1.5) - оси валов перекрещены в пространстве.

Рисунок 1.5 - Червячный редуктор

Комбинированные модели. Они сочетают особенности перечисленных типов.

Редуктор общемашиностроительного применения -- редуктор, выполненный в виде самостоятельного агрегата, предназначенный для привода различных машин и механизмов и удовлетворяющий комплексу технических требований.

Редукторы общемашиностроительного применения, несмотря на конструктивные различия, близки по основным технико-экономическим характеристикам: невысокие окружные скорости, средние требования к надёжности, точности и металлоемкости при повышенных требованиях по трудоемкости изготовления и себестоимости. Это их отличает от специальных редукторов (авиационных, судовых, автомобильных и др.), выполненных с учетом специфических требований, характерных для отдельных отраслей сельского хозяйства.

Внешние (потребительские) характеристики редукторов каждого типа определяются следующим:

- кинематической схемой редуктора;

- передаточным числом u;

- вращающим моментом на выходном валу;

- силовой характеристикой редуктора;

- коэффициентом полезного действия (КПД).

По ГОСТ 16162-85 Е к редукторам общемашиностроительного применения относят:

- цилиндрические одно-, двух- и, трехступенчатые с межосевым расстоянием тихоходной ступени a_щт?710 мм;

- цилиндрические планетарные одно- и двухступенчатые с радиусом расположения осей сателлитов водила тихоходной ступени r?200 мм;

- конические одноступенчатые с номинальным внешним делительным диаметром ведомого колеса d_вм?630 мм;

- коническо-цилиндрические двух- и трехступенчатые с межосевым расстоянием тихоходной ступени a_щт?250 мм;

- червячно-цилиндрические двухступенчатые с межосевым расстоянием тихоходной ступени a_щт?250 мм.

Редукторы общемашиностроительного применения классифицируют в зависимости от:

- вида применяемых передач (зубчатые, червячные или зубчато-червячные);

- числа ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.);

- взаимного расположения геометрических осей входного и выходного валов в пространстве (горизонтальное и вертикальное);

- типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.);

- способа крепления редуктора (на приставных лапах или на плите, фланец со стороны входного/выходного вала насадкой);

- расположения оси выходного вала относительно плоскости основания и оси входного вала (боковое, нижнее, верхнее) и числа входных и выходных концов валов.

- особенностям кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т. д.)

Пример кинематической схемы одноступенчатого редуктора (Рисунок 1.6)

Рисунок 1.6 - Кинематическая схема редуктора(одноступенчатого)

1.2 Область применения цилиндрического редуктора

Редукторы широко применяют в различных отраслях машиностроения благодаря высоким экономическим, потребительским и другим характеристикам. В корпусе редуктора размещены зубчатые или червячные передачи, неподвижно закрепленные на валы. Валы опираются на подшипники, размещенные в гнездах корпуса. Установка передачи в отдельном корпусе гарантирует точность сборки, лучшую смазку, более высокий КПД, меньший износ, а также защиту от попадания в нее пыли и грязи. Во всех ответственных установках вместо передач назначают редукторы. Редукторы имеют исключительно широкое применение.

Самый простой зубчатый редуктор - одноступенчатый (цилиндрический (Рисунок 1.7). Используется при малых передаточных числах i ? 8 … 10, обычно i ? 6,3.

Рисунок 1.7 - Зубчатый редуктор, одноступенчатый

2. Выбор электродвигателя для привода

Диаметр барабана, D (м) = 0,35м

Тяговое усилие на ленте, F (Кн) = 4 Кн

Скорость ленты, V (м/c) = 1,4 м/с

Нагрузка - постоянная

Вид передачи - не реверсивный

Требуемая мощность электродвигателя определяется по формуле:

(2.1)

где .

(2.2)

Общий КПД привода определяется по формуле:

з= (2.3)

з= 0,970,94 =0,885

Мощность электродвигателя определяется по формуле:

= (2.4)

= = 6 292,13 Вт

Требуемая частота вращения вала электродвигателя определяется по формуле:

= (2.5)

где ;

- возможное среднее рекомендуемое передаточное число привода;

(2.6)

= 8 рад/с

Возможное среднее передаточное число определяется по формуле:

= (2.7)

=4

= = 1222,92 об/мин

В соответствии с требуемой мощностью электродвигателя и требуемой частотой вращения вала, выбираем электродвигатель из номинального ряда АИР:

Электродвигатель АИР 132S4

Мощность 7,5 кВт

Число оборотов =1440 об/мин

=2, 2

Диаметр вала, d₁=38 мм

Число пар полюсов = 4



3. Кинематический расчёт привода

3.1 Определение передаточного числа привода

Общее передаточное число привода определяется по формуле:

(3.1)

где

(3.2)

рад/с

Определяем передаточное число закрытой цилиндрической передачи (редуктора) по формуле:

= (3.3)

Полученное передаточное число округляем до стандартного значения:

u_зцп = 5.

Определяем передаточное число открытой цилиндрической передачи (редуктора):

(3.4)



=

3.2 Определение угловых скоростей и частот вращения валов привода

Угловая скорость первого вала определяется по формуле:

=(3.5)

=

Угловые скорости последующих валов определяются по формуле:

(3.6)

;

=(3.7)

= =

(3.8)

=

Проверка:

= 8

Частота вращения валов определяется по формуле:



n₁ = n_эд (3.10)

n₁ = 1440 об/мин

n₂ = (3.11)

n₂= = = 382,2 об/мин

n₃ = (3.10)

n₃ = = 76,5 об/мин

3.3 Определение мощностей и вращающих моментов на валах привода

Мощности в валах определяются по формуле:

P₁ = P_эд (3.11)

P₁ = 6327,70 Вт

P₂ = P₁ (3.12)

P₂ = 6327,70

P₃ = P₂ (3.13)

P₃ = 6076,50 ,8

P_{3 рв}

5654,8

Вращающие моменты на валах определяются по формуле:

T₁ = (3.14)

T₁ = = 0,042 кН

T₂ = (3.15)

T₂ = = 0,152 кН

T₃ = (3.16)

T₃ = = 0,707 кН

Момент на валу рабочего органа определяется по формуле :

T_рв = F (3.17)

T_рв = 4

Проверка:

T₃ = T_рв

0,7 = 0,7



4. Расчёт основных параметров цилиндрического редуктора

Для цилиндрического редуктора привода:

Вращающие моменты:

Т₁ = 0,042 кНм

Т₂ = 0,152 кН

Угловые скорости:

= 150,72 рад/с

Частота вращения:

n₁ = 1440 об/мин

n₂ = 382,2 об/мин

Передаточное число:

u = 5

Диаметр заготовки определяется по формуле:

d _1заг = (4.1)

d_1заг = = =

d_2заг = d_1заг• u (4.2)

d_2заг = 54,75

4.1 Выбор материала и определение диаметра заготовки зубчатых колёс

Выбираем материал заготовок исходя из диаметров:

Материал шестерни заготовки:

Сталь 30ХГС;

Диаметр заготовки до 80 мм;

Твёрдость НВ = 250;

Предел прочности = 860 Мпа;

Предел текучести 730 Мпа.

Материал колеса заготовки:

Сталь 50;

Твёрдость НВ 185;

Предел прочности 570 МПа;

Предел текучести 315 МПа;

4.2 Определение допускаемых напряжений

Допускаемые контактные напряжения для шестерни определяем по формуле:

(4.3)

-предел контактной выносливости при базовом числе циклов;

;

коэффициент долговечности (для редукторов = 1);

(4.4)

МПа

Допускаемые контактные напряжения для колеса:

МПа

[

Допускаемое напряжение изгиба определяем по формуле:

(4.5)

выносливости зубьев при базовом числе циклов (1,7-1,8);

- коэффициент реверсивности (для нереверсивного движения - - 1);

Допускаемое напряжение для шестерни определяется по формуле:

(4.6)

,8

Допускаемое напряжение для колеса определяется по формуле:

(4.7)

,8

Так как материал шестерни должен быть твёрже материала колеса, то:

HB₁=HB₂=185

Контактное напряжение:

Прямозубая передача =



4.3 Определение параметров зацепления и размеров зубчатых колёс

Принимаем расчётные коэффициенты:

Коэффициент нагрузки K_H = 1,2.

Коэффициент ширины колеса по межосевому расстоянию определяется по формуле:

?_вал = (4.8)

Определяем минимальное расчётное межосевое расстояние из условий контактной прочности по формуле:

(4.9)

где u + 1, для передач с внешним зацеплением;

с = 310 (для прямозубого зацепления);

138,99 мм

Межосевое расстояние округляем до ближайшего значения согласно ГОСТ 21856:

Определяем нормальный модуль зацепления m_n.

Для внешнего зацепления определяем по формуле:

m_n = (0,01…0,02) • (4.10)

m_n = 0,02 • 140 = 2,8

Модуль зацепления округляем до ближайшего значения согласно ГОСТ 9653-60.

m_n = 3 мм

Определяем число зубьев шестерни и колеса.

Суммарное число зубьев прямозубых шестерни и колеса определяется по формуле:

(4.11)

- должно быть целым значением.

Для внешнего зацепления:

-число зубьев шестерни определяется по формуле:

(4.12)

Полученное значение округляем до целого:

-число зубьев колеса определяется по формуле:

(4.13)

Определяем основные геометрические размеры передачи.

Диаметры делительных окружностей d,мм, определяются с точностью до 0,01 мм, :

Диаметр делительной окружности шестерни определяется по формуле :

(4.14)

Диаметр делительной окружности колеса определяется по формуле:

(4.15)

Проверяется условие:

-для внешнего зацепления:

(4.16)

= 140 мм

Диаметры окружностей выступов ,мм, определяются с точностью до 0,01 мм, и определяются по формуле :

(4.17)

Для шестерни:

Для колеса:

Диаметр впадин d_f , мм, определяется по формуле:

d_f = d - 2,5 m(4.18)

Для шестерни:

мм

Для колеса:

Длина ступицы l_ct, мм, определяется по формуле:

l_ct = (1,2…1,5) • d_в (4.19)

Для шестерни:

l_cт = 1,5 • 25 = 37,5 мм

Для колеса:

l_ст = 1,5 • 35 = 52,5 мм

Диаметр ступицы, мм, определяется по формуле:

1,6 • dв1(4.20)

Для шестерни:

d_ст1 = 1,6 • 25 = 40 мм

Для колеса:

d_ст2 = 1,6 • 35 = 56 мм

Определяем диаметр вала шестерни и колеса по формуле:

= 1,2 (4.21)

Для шестерни:

= 1,2 = 30 мм

Для колеса:

= 1,2

Определяем ширину венца зубчатого колеса по формуле:

b = (6…8) • m(4.22)



b = 8 • 3 = 18 мм

Определяем толщину обода зубчатого колеса:

(4.23)

Ширину зубчатых колёс b, мм, определяем по формуле:

(4.24)

(4.25)

мм

Значения

мм

Проверяем условие:

-для прямозубых колёс:

Окружной шаг зубьев определяем по формуле:

p_t = (4.26)

p_t = 3,14 • 3 = 9,42 мм

Окружную толщину зуба, определяем по формуле:

S_t = 0,5 • p_t(4.27)

S_t = 0,5 • 9,42 = 4,71 мм

Высоту зубьев, мм, определяем по формуле:

_n(4.28)

h = 2,25•3 = 6,75 мм

Высоту головки зуба, мм, определяем по формуле:

h_a = m_n(4.29)

h_a = 3

Высоту ножки зуба, мм, определяем по формуле:

h_f = 1,25 • m_n (4.30)

h_f = 1,25 • 3 = 3,75 мм

4.4 Проверочные расчёты передачи

Коэффициент ширины относительно диаметра, определяется по формуле:

(4.31)

Проверяем условия прочности по контактным напряжениям.

Окружная скорость v, м/с , определяется соотношениями:



(4.32)

м/с

Назначается степень точности изготовления колёс:

Степень точности для передачи с прямыми зубьями в цилиндрической

передачи, степень точности = 8, до 6.

Уточняется коэффициент нагрузки:

(4.33)

коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

динамический коэффициент;

(4.34)

1,05

Проверяем условие прочности:



(4.35)

Допускается недогрузка на 10% и перегрузка на 5%.

Проверяем условия прочности зубьев по напряжению изгиба.

Определяем по ГОСТ 21354 - 87 [17], коэффициент формы зуба - , в зависимости от числа зубьев для прямозубых колёс.

Проводим сравнительную оценку прочности на изгиб зубьев шестерни и колеса по отношениям:

Для шестерни:

Для колеса:

Зубья того из колёс, у которого данное отношение меньше - менее прочны.

Дальнейший расчёт проводится для менее прочных зубьев.

Определяется коэффициент нагрузки:

(4.36)

-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

- 1,0 (для прямозубых колёс);

-коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

- коэффициент динамичности.

Проверяем условие прочности по минимальному значению , подставив параметры шестерни или зубчатого колеса в формулу напряжений изгиба:

(4.37)

МПа

Полученное по расчёту значение округляем до целого:

Условия прочности выполнены.

4.5 Определение сил, действующих в зацеплении

В прямозубой передаче сила нормального давления раскладывается на окружную и радиальную составляющие.

Определяем окружные силы , Н:

(4.38)

Определяем радиальные силы , Н:

(4.39)

где ;

Определяются силы нормального давления :

(4.40)

Н



5. Расчёт валов редуктора

Исходные данные для расчёта валов редуктора - вращающие моменты, выбираемые из кинематического расчёта силового привода с соответствующих валов и вводят новые обозначения: параметры для быстроходного вала обозначаются с индексом - Б; для тихоходного вала с индексом Т.

Исходные данные - вращающие моменты, Н

;

;

Диаметры выходных концов d, мм рассчитываем по формуле:

(5.1)

где d - расчётный диаметр вала, мм;

Т - крутящий момент, Н

25 МПа (Н/мм²) напряжение на кручение - для выходных концов с муфтами.

15 МПа (Н/мм²) напряжение на кручение - для выходных концов валов с элементами открытых передач.

37 мм

Полученное значение округляем до ближайшего стандартного диаметра:

d_Б = 25 мм

d_T = 38 мм

Для использования муфты, необходимо согласовать быстроходный вал редуктора с валом электродвигателя по формуле:

(5.2)

где d_эд - диаметр вала электродвигателя;

d_Б - 0,8 • 38 = 30,4 мм

Выбираем стандартное значение диаметра быстроходного вала, которое соответствует условию:

d_эд ? d_Б ? d_Т

38 ? 32 ? 38

На следующем участке вала установлен подшипник. Диаметр вала под подшипник d_п выбираем на 3 мм больше диаметра выходного конца вала.

d_п = d_Б + 3 мм

d_п = 35 мм



6. Общие сведения о подшипниках

Задача данного механизма - обеспечить равномерное движение вращательного характера, при этом снизить уровень трения между поверхностями. Существуют различные виды и типы подшипников. В зависимости от силы трения различают подшипники скольжения и качения. Подшипники скольжения работают благодаря скользящим элементам, а качения - катящимся. Скользящими элементами в подшипниках могут выступать валы и планки, а катящимися элементами - цилиндры, ролики или различные шарики.

Первое, что нужно различать, это две большие категории - качение и скольжение.(Рисунок 6.1 ) Именно они разделяют все запчасти на две группы. Первые используются чаще, потому что у них меньше сопротивление и, соответственно, сила трения. Они необходимы при небольших частотах вращения.

Затем эти подвиды делятся на еще более мелкие ответвления, характеризующиеся качествами и отличиями по назначению.

Также они все отличаются по размерам внутреннего и внешнего кольца, по диаметру отверстия и внутренних шариков, по материалу изготовления. 

Рисунок 6.1 - Подшипник качения (а) и скольжения (б) на кинематической схеме



6.1 Виды подшипников, области применения

Радиальные шариковые подшипники (Рисунок 6.2 - а )) - наиболее распространенный тип подшипников, так как они разносторонне применимы и представляют собой благоприятное соотношение цены и возможностей.

Радиальные шарикоподшипники воспринимают радиальные и осевые силы; они пригодны также для высоких частот вращения.

Радиальный роликовый подшипник ( Рисунок 6.2 - б )) - предназначен для восприятия радиальных нагрузок, направленных перпендикулярно оси вала. Радиальная грузоподъёмность роликоподшипника превышает грузоподъёмность аналогичного шарикового радиального подшипника.

Радиально - упорные шарикоподшипники (Рисунок 6.2 - в )) - имеют

дорожки качения на внутреннем и наружных кольцах, смещенные относительно друг друга вдоль оси подшипника. Такая конструкция позволяет

подшипнику воспринимать комбинированные нагрузки, то есть нагрузки, действующие в радиальном и осевом направлениях . Подшипник радиально упорный может выдерживать только осевую нагрузку и работать с высокими скоростями.

Рисунок 6.2 - а) радиальный шариковый подшипник; б) - радиальный роликовый подшипник; в) - радиально-упорный шариковый подшипник

Чаще всего подобные механизмы находят свое применение в производстве оборудования, в металлургии, при изготовлении автомобильной, авиационной и железнодорожного техники, а также во многих других сферах. Шариковые подшипники используют в устройствах с небольшими или постоянными средними нагрузками и на валах небольших диаметров. При создании валов с большими нагрузками прибегают к использованию роликоподшипников.

6.2 Выбор и проверочный расчёт подшипников для расчётного редуктора

Расчёт подшипников производят по наиболее нагруженному валу.

Пригодность подшипника определяется сопоставлением расчётной динамической радиальной грузоподъёмности C _{r расч} , Н, с базовой С_r , Н.

C_{r расч} ? C_r

где C_r - динамическая радиальная грузоподъёмность, по каталогу, Н;

С_расч - расчётная динамическая радиальная грузоподъёмность, Н;

C _{r расч} = (6.1)

где P_r - динамическая эквивалентная радиальная нагрузка , Н;

?? - показатель степени, для шарикоподшипников = 3;

n - частота вращения, мин ^-1 (об/мин);

L_k - требуемая долговечность подшипника (час);

L_k = сроку службу привода (час);

Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка P_r , Н для подшипников шаровых радиальных однорядных, подшипников шариковых

радиально - упорных однорядных и подшипников роликовых конических однорядных определяется по формуле:

P_r = (XVF_r + YF_a) • К_Б • К_Т(6.2)

где F_r - радиальная нагрузка, Н;

F_a - осевая нагрузка;

К_Б - коэффициент безопасности, учитывающий динамическую нагрузку;

К_Т - температурный коэффициент, учитывается только при повышенной температуре;

P_r = (1•1,2•637+0 • 0) • 1,2 • 1 = 917,28 Н

Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка для быстроходного вала:

C_{r расч} = 917,28 • 11007,36 Н

Динамическая эквивалентная радиальная нагрузка для тихоходного вала:

C_{r расч} = 917,28 • 6436,85 Н

Согласно ГОСТ 8338 - 75, выбираем для быстроходного вала подшипник из средней серии 107:

Номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца d = 35 мм;

Номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D = 62мм;

Номинальная ширина подшипника B = 14 мм;

Номинальная координата монтажной фаски r = 1,5 мм;

Масса = 0,154;

Согласно ГОСТ 8338 - 75, выбираем для тихоходного вала подшипник из особо лёгкой серии 107:

Номинальный диаметр отверстия внутреннего кольца d = 35 мм;

Номинальный диаметр наружной цилиндрической поверхности наружного кольца D = 62 мм;

Номинальная ширина подшипника B =14 мм;

Номинальная координата монтажной фаски r = 1,5 мм;

Масса = 0,154 кг;



7. Общие сведения о муфтах

Муфты - устройства, соединяющие валы механизмов и оборудования. Основная их задача - непосредственно соединение и передача крутящего момента, осуществление кинематической и силовой связи между частями оборудования, также у муфт есть несколько дополнительных свойств и задач. 

Большинство видов сложного промышленного оборудования компонуют из отдельных частей, и используются несколько видов муфт. Прежде всего есть две большие группы: Глухие (жесткие нерасцепные муфты) - с ними 2 вала работают как единый и Компенсирующие - для исправления несоосностей.

По принципу работы: Постоянные (нерасцепляемые, глухие); управляемые (срабатывающие); самоуправляемые (срабатывающие при определенных условиях).

В зависимости от восприятия нагрузок: жесткие (соединяют вал глухо, не компенсируют случайные удары и помехи); упругие (компенсируют несовпадения осей и колебания).

По виду используемой энергии: механические, электрические (электромагнитные), пневматические.

7.1 Выбор муфты от электродвигателя к редуктору

Муфты подбирают по ГОСТу по большему диаметру соединяемых валов и расчётному моменту T_расч.

Согласно ГОСТ 21424- 94 подбираем муфту упругую втулочно - пальцевую:

Диаметр внутренний d, = 38 мм;

Диаметр внешний D, = 140 мм;

Номинальный крутящий момент Н ;

Длина L = 165 мм;

B = 1…5;

D₁ = 100 мм;

Пальцы d_п = 14;

Пальцы I_п = 33;

Пальцы резьбы = М10;

Пальцы Ш = 6;

Втулка упругая, наружный диаметра D_в = 27мм;

Длины упругой втулки I_в = 28 мм

(7.1)

где k - коэффициент динамичности (1…4);

[T] - номинальный крутящий момент муфты по ГОСТ, Н

? 250 Н

Проверяем резиновые втулки на смятие поверхностей их соприкасания с пальцами по формуле:

(7.2)

где F_t - окружная сила, передаваемая одним пальцем;

(7.3)

8. Общие сведения о шпонках

Шпоночные соединения -это разборные подвижные или неподвижные соединения двух деталей, с применением специальных закладных деталей - шпонок. (Рисунок 8.1) Шпонка - это деталь, устанавливаемая в пазах двух соединяемых деталей. Шпоночное соединение предназначено для передачи крутящего момента и осевых усилий. Шпонка соединяет вал с такими деталями, как шкивы, зубчатые колеса, маховики и др.

Достоинства шпоночного соединения - простота конструкции и сравнительная легкость монтажа и демонтажа, благодаря чему шпоночные соединения применяют во всех отраслях машиностроения.

Недостаток - шпоночные пазы ослабляют вал и ступицу насаживаемой на вал детали. Ослабление вала обусловлено не только уменьшением его сечения, но главное, значительной концентрацией напряжений изгиба и кручения, вызываемой шпоночным пазом. Шпоночное соединение трудоемко в изготовлении.

Рисунок 8.1 - Шпонка и паз на валу

8.1 Виды шпонок и шпоночных соединений

Шпоночные соединения можно разделить на две группы: ненапряженные и напряженные. К ненапряженным относят соединения призматическими и сегментными шпонками, к напряженным - соединения клиновыми шпонками.

Призматические шпонки (Рисунок 8.2 - а)) применяют для неподвижных и подвижных соединений. В случаях, когда ступица должна перемещаться вдоль вала, устанавливают направляющие или скользящие призматические шпонки.

Сегментные шпонки (Рисунок 8.2 - б)) можно считать разновидностью призматических шпонок. Глубокая посадка шпонки обеспечивает ей более устойчивое положение по сравнению с призматической шпонкой, однако глубокий паз также и значительно ослабляет вал, поэтому сегментные шпонки применяют, в основном, для закрепления деталей на малонагруженных участках вала.

Клиновые шпонки (Рисунок 8.2 - в)) представляют собой клинья обычно с уклоном 1:100. В отличие от призматических и сегментных шпонок

у клиновых шпонок рабочими являются широкие грани, а на боковых гранях имеется зазор. Клиновые шпонки создают напряженное соединение, способное передавать вращающий момент, осевую силу и ударные нагрузки. Однако клиновые шпонки вызывают радиальные смещения оси ступицы по отношению к оси вала на величину радиального посадочного зазора и контактных деформаций, а следовательно, увеличивают биение установленной детали. Поэтому область применения клиновых шпонок в настоящее время невелика. В точном машиностроении и в ответственных соединениях их не используют.

Рисунок 8.2 - а) - призматическая шпонка; б) - сегментная шпонка; в) - клиновая шпонка

8.2 Выбор шпонки для расчётного редуктора

Согласно ГОСТ 23360 - 78 [2] ( Таблица 8.1) подбираем призматическую шпонку для быстроходного и тихоходного валов.

d = 35 мм:

Сечение шпонки 12Ч8 мм;

Глубина паза вала 5,0 мм;

Глубина паза втулки 3,3 мм;

Фаска 0,25 - 0,40 мм;

Длина шпонки 45 - 180 мм

Таблица 8.1 - Шпонки призматические ( ГОСТ 23360 - 78)

Диаметр вала d	Сечение шпонки bЧh	Глубина паза	Фаска sЧ45
		Вала t1	Втулки t2
Св. 30 до 38	10Ч8	5,0	3,3	0,16 - 0,25
Диаметр вала d	Сечение шпонки bЧh	Глубина паза	Фаска sЧ45°
		Вала t1	Втулки t2
Св. 38 до 44	12Ч8	5,0	3,3	0,25 - 0,40
Св. 44 до 50	14Ч9	5,5	3,8

Шпонки и все размеры шпоночного соединения стандартизованы таким образом, что если обеспечивается прочность на смятие, то прочность шпонки на срез тоже обеспечивается. Поэтому соединение призматическими

шпонками проверяют только на смятие по формуле:

(8.1)

где d - диаметр вала в месте установки шпонки;

l_p - рабочая длина шпонки, мм;

t₁ - глубина паза в вале, мм;

[ - допускаемое напряжения смятия, МПа (100 МПа при стальной ступице);

Для шестерни:

МПа

Для колеса:

МПа



9. Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов.

Далее идёт предварительная оценка деталей. Нужно внимательно осмотреть все комплектующие на наличие дефектов, сверить размеры деталей с инструкцией.

Подготовка деталей передачи. Комплектующие очищаются от грязи, инструментами убирают задиры, иные повреждения поверхности. При механической обработке деталей следует помнить об их геометрии. Если в результате действий конструкция ослабнет, лучше поверхность комплектующих не обрабатывать.

Сборка основных вращающихся узлов - соединение валов и зубчатых деталей. В одноступенчатой передаче используют 2 вала (ведомый + ведущий).

Монтаж шпонки в специальный паз и запрессовка зубчатых колес: Последние могут напрессовываться вручную - молотком из мягких металлосплавов или при помощи механизированного пресса. Запрессовка не проводится, когда на входной вал уже установлена шестерня. Необходимый натяг шестерни и подшипника при их монтаже отдельно может обеспечиваться нагревом колесных ступиц. Потребность в нагреве определяют особенности посадки.

Монтаж колец и втулок:

Насадка подшипников. Выполняется строго до упора в торец втулки.

Сборка и регулировка редуктора - закрепление шестерни, проверка расстояний. Если шестерня уже монтирована, необходимо проверить ее фиксацию.

Крепление врезных крышек в соответствующие посадочные места корпусной конструкции. Выполняется при их наличии.

Установка на штифты закрывающей крышки.

Монтаж указателя уровня смазки и пробки для спускания масла.

Заливка смазки.

Установка и закрепление (винтовой монтаж) люка.

Тестирование, проведение испытаний.



10. Смазывание редуктора

Смазывание зубчатых и червячных зацеплений и подшипников обеспечивает их работоспособность, уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей, а также предохраняет детали от коррозии.

По способу подвода смазочного материала к зацеплению различают картерное и циркуляционное смазывание.

10.1 Типы смазочных устройств

Смазочные устройства необходимы для подачи смазочных материалов к узлам и системам, нуждающимся в смазывании. Они подразделяются на индивидуальные и централизованные, а также классифицируются по десятку других параметров.

Согласно ГОСТ 20765-87, все системы делятся по следующим типам:

По виду используемого смазочного материала. В зависимости от особенностей механизмов могут использоваться жидкие и густые (пластичные) смазочные материалы. Для их закладки используются разные виды смазочных устройств. Например, для некоторых видом смазок подходят только масляно-воздушные системы: они работают по принципу транспортировки смазки к узлу путем использования сжатого воздуха.

По количеству смазываемых узлов. Индивидуальные системы предназначены для обработки одной пары трения, а централизованные доставляют смазочный материал до целой системы механизмов, например, в двигатель. Чаще всего централизованные смазочные устройства используются в сложных машинах, имеющих большое число пар трения и нуждающихся в непрерывной и качественной смазке.

По типу подключения к точке смазки. Тут выделяют раздельные и нераздельные виды смазочных устройств. Первые присоединяются и отсоединяются от пар трения, как только смазка подана и процедура смазывания завершена. Вторые составляют с парой трения неразрывную систему. Смазочный нагнетатель и масленка подсоединены к точке смазки и не отсоединяются.

По методу использования смазки. Существуют проточные и циркуляционные системы. В последних смазочный материал используется много раз. Сначала осуществляется смазывание и отвод тепла от детали, затем масло возвращается в резервуар, проходит процедуру очистки и снова запускается в систему. Проточные смазочные устройства позволяют прогнать смазку только один раз. Это связано с тем, что материал утрачивает свойства. Как правило, для оборудования используются пластичные смазки, которые, выдавливаясь, теряются.

По способу дозирования. Тут выделяют два вида смазочных устройств -- объемного и дроссельного типа.

По режиму подачи смазки. Смазочные устройства отличаются по характеру работы и могут быть непрерывными (подача смазки осуществляется в течение всего времени работы устройства) или периодическими (смазочный материал подается через определенные периоды или когда возникает необходимость).

По типу привода. Для стабильной доставки смазочных материалов используются нагнетатели. Они могут быть ручными, гидравлическими, пневматическими или электрическими. Для подачи густых пластичных смазок часто применяются виды смазочных устройств с пневматическими насосами.

По способу управления. Смазочная система может работать автоматически, полуавтоматически (в действие приводит оператор, дальше работает в автономном режиме) или в режиме ручного управления.



10.2 Карта смазки редуктора

Любой механизм, будь то промышленный агрегат, транспорт или оборудование, имеет инструкцию эксплуатации, в которую входит карта смазки (Таблица 10.1). Она включает подробные схемы и рекомендации для проведения технического обслуживания машины.

Карта смазки может состоять из таблицы и иллюстраций, где подробно указано, в какие узлы необходимо закладывать смазочные материалы, помимо этого есть и другие сведения. Классическая схема смазки включает:

Перечень механизмов. Это общее название, например редуктор, двигатель и так далее.

Точное место смазки. В этом случае карта смазки точно определяет узел, в который необходимо заложить материал. Примеры: подшипник скольжения, шарикоподшипники и прочее.

Указание, какой сорт смазки рекомендован производителем. Важно подбирать правильные материалы, чтобы не навредить механизму. Карта смазки включает конкретное наименование (Литол, Солидол и т.д.) и его точный номер по ГОСТу.

Информацию о том, как часто необходимо обновлять смазку. Обычно указывается количество дней между закладыванием смазки и объем материала.

Способ смазки. Нанесение может быть разным (при помощи шприца, разбрызгивания, погружения, ручным способом и т.д.). Карта смазки обязательно рекомендует более оптимальный вариант.

Приблизительный расход смазочных материалов в течение года. Эта информация важна для крупных промышленных предприятий, чтобы следить за расходом смазки.

Помимо этого, карта смазки включает иллюстрации основных узлов, приспособлений для нанесения смазочных материалов и других особенностей.

Таблица 10.1 - Карта смазки рассчитываемого редуктора

Наименование деталей, узлов, механизмов, подлежащих смазке	Условное обозначение на схеме	Количество единиц	Сорт смазочного материала	Периодичность смазывания	Способ подачи смазочного материала	Норма расхода смазочного материала в смену, г
						На единицу продукции	Всего
Закрытая цилиндрическая передача	--	1	И-30	1р в 2-3 дня	Через наливную масленку	3	3
подшипник качения	--	4	УТ-1	1р в 3 мес	через пресс-масленку	1,2	4,8



11. Обслуживание цилиндрического редуктора

Первая замена масла в червячном редукторе осуществляется через 100-150 часов работы, в цилиндрическом 10-50 часов. Это необходимо, так как в первые часы работы нового редуктора происходит приработка цилиндрической (червячной) передачи. Образующиеся металлические частицы, для предотвращения повышенного износа подшипников и зубьев зацеплений, необходимо удалить.

Промывку редуктора осуществляют керосином или маловязким маслом. Объём промывочной жидкости соответствует объёму масла заливаемого в редуктор. При использовании керосина необходимо провернуть редуктор без нагрузки до двух минут, если используется масло, то до 10 минут.

После первого запуска редуктора примерно 2-5 часов непрерывной работы (в конце смены) должно произвести регулировку подшипников, так как происходит приработка и уплотнение резьбовых соединений, уплотнительных прокладок. На червячном редукторе подтянуть болты поджимных крышек подшипников, на цилиндрическом подтянуть регулировочный винт закладной крышки.

Техническое обслуживание червячного или цилиндрического редуктора должно включать следующие виды контроля:

Контроль температурного режима: 

- при температуре масла выше 80°C следует остановить редуктор и выявить возможную причину;

- места расположения подшипников не должны излишне греться.

Контроль уровня смазочного масла, отсутствия подтеканий и чистоту отверстия отдушины:

- при продолжительной эксплуатации перед каждым пуском;

- при периодической кратковременной работе ежесменно.

Контроль шумов:

- при появлении повышенного шума или стуков - редуктор отключают и диагностируют причину.

Периодичность замены масла:

- замена масла червячного редуктора рекомендуется после 500-1000 часов работы;

- цилиндрического - 1000-2000 часов работы.

Каждая замена масла фиксируется в журнале или паспорте изделия.

Замена манжет производить через 1000 часов работы, для групп 4-6 через 2500 часов (см. таб. 17).

Во избежание аварийной поломки редуктора, при выработке 80 % ресурса подшипников и/или передач, необходимо провести диагностику их технического состояния (см. таб. 17).

Техническое обслуживание (ТО) проводится силами обслуживающего персонала на месте эксплуатации редуктора.

При проведении ТО необходимо остановить редуктор, охладить и снять консольную нагрузку с валов.



12. Охрана труда при работе и обслуживании редуктора

Ремонт подобных агрегатов должен производиться только в специально оборудованных мастерских с неукоснительным соблюдением правил техники безопасности. В первую очередь они связаны с высоким весом редукторов для таких механизмов. Основные правила ТБ заключаются в следующем:

Снятие, перемещение и установка редукторов должна производиться только с надежно зафиксированной техники. В случае большегрузных автомобилей необходимо использовать стопорные башмаки. В прочих случаях корпус ремонтируемого изделия жестко фиксируется к полу.

Снятие, перемещение и установка редукторов должна производиться только с надежно зафиксированной техники. В случае большегрузных автомобилей необходимо использовать стопорные башмаки. В прочих случаях корпус ремонтируемого изделия жестко фиксируется к полу.

Для монтажно-демонтажных работ необходимо использовать специальные приспособления, которые облегчают процесс. К таким приспособлениям относятся: электрические лебедки, стрелковые и мостовые краны, автокраны, автопогрузчики и д.р. Все подъемные механизмы должны проходить обязательные испытания не реже 1 раза в 2 года.

Для всех монтажных работ используются только исправные и правильно заделанные крюки и коуши.

Сборка и разборка механизма производится только с помощью исправного электро- или пневмоинструмента. В случае использования ручного инструмента нельзя использовать ключи со смятым зевом, во избежание травмы.

Пункт монтажа и демонтажа механизмов должен быть свободен от посторонних предметов, грязи и подтеков масла. Последний пункт имеет огромное значение, т.к. трансмиссионное масло имеет свойство легко воспламеняться.

Запрещается использование открытого огня на всех этапах работ.

Запрещается курение на рабочем месте.

Для сбора остатков масла используется только чистая ветошь.

Использованная ветошь выбрасывается только в специально отведенные для этого контейнеры, находящиеся за пределами рабочей зоны.



Список литературы

1. Вереина Л. И. Техническая механика : учебник для студентов, учреждений среднего профессионального образования, Л.И Верена, М. М. Краснов. - 4-е издание, стер. - Москва.

2. Опарин, И. С. Основы технической механики : учебник для студентов, учреждений среднего профессионального образования, И. С. Опарин. - 8-е издание, стер. - Москва

3. Олофинская, В. П. теоретическая механика : курс лекций, В. П. Олофинская. - 3-е издание. испр - Москва.

Размещено на Allbest.ru

...