Проект привода ленточного конвейера

Согласно заданию требуется разработать привод ленточного транспортера, состоящий из электродвигателя, клиноременной передачи и двухступенчатого цилиндрического зубчатого редуктора.

Требуется выбрать электродвигатель, рассчитать зубчатые передачи, спроектировать и проверить пригодность шпоночных соединений, подшипников, разработать общий вид редуктора, разработать рабочие чертежи деталей: выходного вала, зубчатого колеса, крышек подшипников, шкива.

Электродвигатель выбирается исходя из потребной мощности и частоты вращения. Зубчатая передача рассчитывается по условиям контактной и изгибной выносливости зубьев, проверяется на статическую прочность. Параметры ременной передачи принимаются по результатам расчета на тяговую способность. Валы проектируются из условия статической прочности (ориентировочный расчет) и проверяются на выносливость по коэффициенту запаса прочности.

Шпоночные соединения проверяются на смятие, и размеры принимаются в зависимости от диаметра соответствующего участка вала. Типовой размер муфты определяется исходя из передаваемого момента, частоты вращения соединяемых валов и условий эксплуатации.

Форма и размеры деталей редуктора и плиты привода определяются конструктивными и технологическими соображениями, а также выбором материалов и заготовок.

При расчёте и проектировании ставится цель получить компактную, экономичную и эстетичную конструкцию, что может быть достигнуто использованием рациональных материалов для деталей передач, оптимальным подбором передаточного числа передач, использованием современных конструктивных решений, стандартных узлов и деталей при проектировании привода.

1 Кинематический расчет привода

1.1 Схема привода

Рисунок 1-Схема привода

Привод состоит из электродвигателя, клиноременной передачи и 2-х ступенчатого циллиндрического редуктора. Движение от электродвигателя через клиноременную передачу 1−2 передается на входной вал редуктора 2−3. Через косозубую цилиндрическую передачу 3−4 передается движение на промежуточный вал 4−5 и далее через косозубую цилиндрическую передачу 5−6 на выходной вал редуктора — 6, который упругой муфтой соединен с валом барабана транспортера.

1.2 Выбор электродвигателя

1.2.1 Требуемая мощность электродвигателя

Р_эд = Р_вых / _общ ,

где Р_вых — общая мощность на выходе, кВт.

_общ — общий КПД привода;

_общ= ₁₂₃₄₅₆⁴_пм где,

₁₂ — КПД ременной передачи 1−2;

₃₄ — КПД косозубой цилиндрической передачи 3−4;

₅₆ — КПД косозубой цилиндрической передачи 5−6;

_п — КПД пар подшипников;

_м — КПД муфты

_общ = 0,95 0,970,97 0.99⁴ 0,98= 0,841

Р_вых = F_t V, где F_t — окружное усилие на барабане, кН ;

V — скорость ленты конвейера, м/с;

Р_вых = 8700•0,45 = 3915Вт = 3,9 кВт;

Р_эд = ,

1.2.2 Требуемая частота вращения

n_э.тр = n_выхi₁₂i₃₄ i₅₆

где, i₁₂ -передаточное отношение передачи 1−2

i₃₄ — передаточное отношение передачи 3−4

i₅₆ — передаточное отношение передачи 5 — 6

n_вых — требуемая частота вращения на выходе привода

n_вых = ,

где D_б — диаметр барабана, мм

n_вых = об/мин

n_э.тр= 1000 об/мин

1.2.3 Выбор электродвигателя

выбирается электродвигатель 132S6.

Параметры: P = 5,5 кВт, n_эд = 960 мин^-1.

Рисунок 2-Электродвигатель 132S6.

1.3 Уточнение передаточных чисел

Общее передаточное число

где U_ред — передаточное число редуктора;

U₁₂ — передаточное число ременной передачи (U₁₂ =3).

1.4 Кинематический и силовой расчет

1.4.1 Мощность, передаваемая на валы привода

где P₁ — мощность на 1-ом валу, Вт;

P₂₃ — мощность, передаваемая на вал 2−3, Вт;

P₄₅ — мощность, передаваемая на вал 4−5, Вт;

P₆ — мощность, передаваемая на выходной вал редуктора, Вт.

1.4.2 Частота вращения валов привода

.

1.4.3 Угловые скорости вращения валов

1.4.4 Крутящие моменты на валах

2 Расчет зубчатых передач

Рисунок 3-Схема зубчатой передачи

2.1 Критерии работоспособности и расчета

Критериями работоспособности зубчатой косозубой цилиндрической передачи являются:

1. износ;

2. усталостное выкрашивание;

3. усталостные поломки зубьев;

4. статические поломки.

Расчет на прочность ведется от определения допускаемых контактных напряжений и определения допускаемых значений напряжений при расчете зубьев на усталостный изгиб.

у_Н < [у_Н]

у_F < [у_F]

2.2 Выбор материала зубчатых колес

Таблица 2 Выбор материала зубчатых колес.

2.4 Расчет допускаемых напряжений

2.4.1 Допускаемые контактные напряжения

В соответствии с ГОСТ 21 354–75 допускаемые контактные напряжения равны

где у_HlimB — предел контактной выносливости поверхности зубьев, соответствующий базовому числу циклов перемены напряжений, Н/мм²;

K_HL — коэффициент долговечности;

S_H — коэффициент безопасности (для зубчатых колес с однородной структурой материала (улучшение) S_H = 1.1).

При способе термической обработки, как улучшение, для сталей 45 и 40Х предел контактной выносливости поверхности зубьев

где N_HO — базовое число циклов перемены напряжений, соответствующее длительному пределу выносливости;

N_HE — эквивалентное число циклов перемены напряжений.

где n_i — частота вращения того зубчатого колеса, для которого определяется допускаемое напряжение, мин^-1;

c — число вхождений в зацепление зуба рассчитываемого колеса за один оборот (c = 1);

t_У — суммарное время работы;

T_n — максимальный из длительно действующих моментов;

T₁, T₂ — действующие моменты;

t₁, t₂ — время действия моментов.

Рисунок 4-Режим работы

где — срок службы привода, годы (=9);

— число рабочих смен в сутки (),

— количество рабочих часов в каждую смену ().

ч Т.к., то K_HL3 = 1.

Т.к., то K_HL4 = 1.

Т.к., то K_HL5 = 1.

Т.к., то K_HL6 = 1.

Для цилиндрических передач с косыми зубьями в качестве расчётных напряжений принимаются:

где — наименьшее из напряжений .

Принимаем МПа.

Принимаем МПа.

2.4.2 Допускаемые напряжения у ножки зуба

где у⁰_Flim — предел выносливости при изгибе, соответствующий базовому числу циклов изменения напряжений, Н/мм²;

K_FL — коэффициент долговечности;

S_F — коэффициент безопасности (принимаем S_F = 1.75 для улучшенных сталей 45, 40Х).

где N_FO — базовое число циклов перемены напряжений ();

N_FE — эквивалентное число циклов перемены напряжений ().

Т.к., то K_FL3 = 1.

Т.к., то K_FL4 = 1.

Т.к., то K_FL5 = 1.

Т.к., то K_FL6 = 1.

2.4.3 Максимальные допустимые напряжения

Для зубьев зубчатых колес, подвергнутых улучшению

где у_т — предел текучести материала при растяжении, Н/мм².

где у_FlimM — предельное значение напряжения, не вызывающего остаточных деформаций или хрупкого излома зуба, Н/мм²;

S_FM — коэффициент безопасности (для улучшенных сталей 45, 40Х S_FM = 1.75).

2.5 Проектный расчет передачи

2.5.1 Определение коэффициентов перегрузки

Коэффициенты нагрузки находятся по следующим зависимостям:

при расчете на контактную выносливость

при расчете на изгибную выносливость

где K_Hв, K_Fв — коэффициенты, учитывающие неравномерность распределения нагрузки по длине зуба (ширине зубчатого венца);

K_HV, K_FV — динамические коэффициенты (учитывают внутреннюю динамику передачи).

По ГОСТ 21 354–75 быстроходная передача 3−4 — 3 схема, тихоходная передача 5−6 — 5 схема, тогда ориентировочное значение коэффициентов концентрации нагрузки по длине можно определить из графиков .

где u — передаточное число рассчитываемой передачи.

u₃₄ = 3,6 u₅₆ = 2,8

K_HB34 = 1.15 K_FB34 = 1.32

K_HB56 = 1.06 K_FB56 = 1.1

Значение коэффициентов K_HV и K_FV выбирают в зависимости от окружной скорости в зацеплении, точности изготовления передачи и твердости зуба.

Приближенная скорость в зацеплении

где n_ш — частота вращения шестерни, мин^-1;

C_V — вспомогательный коэффициент (для косозубых цилиндрических передач и 1 группы термообработки C_V = 1500);

T_к — момент на колесе, Нм.

Принимаем степень точности

зубчатая передача 3−4 8я;

зубчатая передача 5−6 8я.

Выбираются значения коэффициентов K_HV и K_FV

K_HV34 = 1.045 K_FV34 = 1.053

K_HV56 = 1.025 K_FV56 = 0.9

2.6 Расчет передачи c косозубыми цилиндрическими колесами (3−4)

Цель расчета: определение геометрических размеров передачи, выполненной в герметичном корпусе.

Определение предварительного значения межосевого расстояния:

;

мм.

Принимаем мм из стандартного ряда.

Определяем нормальный модуль из зацепления:

;

мм.

Принимаем мм из стандартного ряда.

Определяем числа зубьев зубчатых колёс:

;

Принимаем .

Определим угол наклона зуба:

;

;

;

;

;

.

Уточним передаточное отношение:

;

.

Определим геометрические размеры передачи.

Делительный диаметр:

;

мм;

мм.

Диаметры окружностей выступов:

мм;

мм.

Диаметры окружностей впадин:

мм;

мм.

Ширина зубчатых венцов колёс:

мм.

Ширину шестерни принимаем на 5 миллиметров больше.

мм.

Проверочные расчеты в зацеплении.

После определения основных геометрических размеров необходимо выполнить проверочные расчеты по контактным напряжениям, напряжениям изгиба и по предельным напряжениям с целью предотвращения возможных ошибок.

Уточненное значение окружной скорости.

т.к. полученное значение скорости находится в том же диапазоне при выборе и, то коэффициенты и остаются прежними.

Проверочный расчет по контактным напряжениям.

где .

Мпа

Допускается недогруз передачи до 10%.В данном случае недогруз составляет 6,8%.

Проверочный расчет по напряжениям изгиба:

где Y_F-коэффициент прочности зуба (выбирается в зависимости от приведённого числа зубьев колёс).

;

.

Проверочный расчет по кратковременным перегрузкам.

; ;

;

;; ;

; .

Определение сил, действующих в зацеплении.

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

Таблица 4. Итоговая таблица результатов расчетов

2.7Расчет передачи c косозубыми цилиндрическими колесами (5−6)

Цель расчета: определение геометрических размеров передачи, выполненной в герметичном корпусе.

Определение предварительного значения межосевого расстояния:

;

мм.

Принимаем мм из стандартного ряда.

Определяем нормальный модуль из зацепления:

;

мм.

Принимаем мм из стандартного ряда.

Определяем числа зубьев зубчатых колёс:

;

Принимаем .

Определим угол наклона зуба:

;

;

;

;

;

.

Уточним передаточное отношение:

;

.

Определим геометрические размеры передачи.

Делительный диаметр:

;

мм;

мм.

Диаметры окружностей выступов:

мм;

мм.

Диаметры окружностей впадин:

мм;

мм.

Ширина зубчатых венцов колёс:

мм.

Ширину шестерни принимаем на 5 миллиметров больше.

мм.

Проверочные расчеты в зацеплении.

После определения основных геометрических размеров необходимо выполнить проверочные расчеты по контактным напряжениям, напряжениям изгиба и по предельным напряжениям с целью предотвращения возможных ошибок.

Уточненное значение окружной скорости.

т.к. полученное значение скорости находится в том же диапазоне при выборе и, то коэффициенты и остаются прежними.

Проверочный расчет по контактным напряжениям:

где ;

.

Допускается недогруз передачи до 10%.В данном случае недогруз составляет 8,3%.

Проверочный расчет по напряжениям изгиба:

где Y_F-коэффициент прочности зуба (выбирается в зависимости от приведённого числа зубьев колёс).

;

.

Проверочный расчет по кратковременным перегрузкам.

; ;

;

;; ;

;

.

Определение сил, действующих в зацеплении.

Окружная сила:

Радиальная сила:

Осевая сила:

Таблица 5. Итоговая таблица результатов расчетов

3. Расчет клиноременной передачи

Выбираем сечение клинового ремня, предварительно определив угловую скорость и номинальный вращающий момент ведущего вала:

При таком значении вращающего момента принимаем сечение ремня типа А, минимальный диаметр. Принимаем.

Определяем передаточное отношение i без учета скольжения

.

Находим диаметр ведомого шкива, приняв относительное скольжение е = 0,015:

.

Ближайшее стандартное значение. Уточняем передаточное отношение i с учетом:

.

Пересчитываем:

.

Расхождение с заданным составляет 1,5%, что не превышает допустимого значения 3%.

Определяем межосевое расстояние а: его выбираем в интервале принимаем близкое к среднему значение, а = 450 мм.

Расчетная длина ремня:

.

Ближайшее стандартное значение L = 1400 мм.

Вычисляем

и определяем новое значение, а с учетом стандартной длины L:

Угол обхвата меньшего шкива Скорость

По таблице определяем величину окружного усилия, передаваемого клиновым ремнем: на один ремень.

.

Допускаемое окружное усилие на один ремень:

.

Определяем окружное усилие:

.

Расчетное число ремней:

.

Определяем усилия в ременной передаче, приняв напряжение от предварительного натяжения

Предварительное натяжение каждой ветви ремня:

;

рабочее натяжение ведущей ветви

;

рабочее натяжение ведомой ветви

;

усилие на валы

.

Шкивы изготавливать из чугуна СЧ 15−32, шероховатость рабочих поверхностей .

Сила предварительного натяжения одного ремня

Сила предварительного натяжения одной ветви комплекта ремней передачи

Н Натяжение ветвей комплекта ремней передачи, нагруженной номинальной мощностью P

Натяжение F₁ ведущей ветви комплекта ремней Н

Натяжение F₂ ведомой ветви комплекта ремней

4 Ориентировочный расчёт валов

4.1 Расчёт быстроходного вала 2−3

Рисунок 5-Эскиз входного вала 2−3

где Т — момент на быстроходном валу, Нм;

мм принимаем d = 35 мм; хвостовик конический (М201,5),

Диаметр участка вала под подшипник:

где, t — высота заплечника, мм; t = 2 мм ,

мм Принимаем d_П = 40 мм.

Диаметр буртика подшипника:

где, r — координата фаски подшипника, мм r = 2,5 мм ,

мм Принимаем d_БП = 48 мм.

4.2 Расчёт промежуточного вала 4-5

Рисунок 6-Эскиз промежуточного вала 4−5

где Т₄₅ -момент на промежуточном валу;

Принимаем d_К = 45 мм;

d_БК d_К + 3f, где fразмер фаски колеса; f = 1,6 мм ,

d_БК 45 + 31,6 49,8 мм Принимаем d_БК = 50 мм

Принимаем d_П = 45 мм.

4.3 Расчёт выходного вала 6

Рисунок 7-Эскиз выходного вала 6

, где Т-момент на выходном валу;

мм ;

,где t-высота заплечника;

мм принимаем d_П =55мм;

;

мм; принимаем d_БП =65мм;

d_К =d_БП =65мм.

d_БК =d_К +3f, где fразмер фаски колеса; f =2,6 мм ,

d_БК =65+ 32,6=70мм.

5 Подбор и проверка шпонок

Подбираются шпонки призматические (ГОСТ 23 360−78).

Рисунок 8-Шпоночное соединение

Таблица 4

Проверка шпонок на смятие

где T — передаваемый вращающий момент;

d_ср — диаметр вала (средний) в месте установки шпонки;

h, b, l — линейные размеры шпонки;

t₁ — глубина паза вала.

Проверочный расчет шпонки 6Ч6Ч40 ГОСТ 23 360–78, на валу 2−3.

Т.к. материал ступицы (шкив) — чугун, то допускаемое напряжение смятия [у_см]₂₋₃ = 80 Н/мм².

Проверочный расчет шпонки 14Ч9Ч32 ГОСТ 23 360–78, на валу 4−5.

Т.к. материал ступицы (зубчатое колесо 4) — сталь, то допускаемое напряжение смятия

[у_см]₄₋₅ = 120 Н/мм².

Проверочный расчет шпонки 18Ч11Ч56 ГОСТ 23 360–78, на валу 6 под зубчатое колесо 6.

Т.к. материал ступицы (зубчатое колесо 6) — сталь, то допускаемое напряжение смятия

[у_см]_6к = 120 Н/мм².

Проверочный расчет шпонки 12Ч8Ч63 ГОСТ 23 360–78, на валу 6 под полумуфту.

Т.к. материал ступицы (полумуфта) — чугун, то допускаемое напряжение смятия

[у_см]_6 м = 80 Н/мм².

Т.к., то необходимо поставить две шпонки под углов 180^є, считая, что каждая шпонка передает половину нагрузки.

Проверка показала, данные шпонки можно использовать в шпоночных соединениях редуктора.

6 Выбор муфты

Исходя из условий работы данного привода, будет использоваться втулочно-пальцевая муфта (ГОСТ 20 884−93). Муфта выбирается по диаметру вала и по величине расчетного момента

где k — коэффициент, учитывающий эксплуатационные условия, для ленточных транспортеров при нагрузке спокойной — k = 1.5 (табл. 9.3, стр. 172, /8/).

Рисунок 9-МУВП

Основные параметры МУВП

Таблица 5 .Основные параметры МУВП

Проверочный расчёт муфты Упругие элементы рассчитываются на смятие:

у_см=2T/(zDd_пl_вт)?[ у_см],

где Т — вращающий момент;

d_п — диаметр пальца; (d_п = 22)

у_см=210³1216/(822 022 110)=0.54?2 МПа

7 Определение реакций опор промежуточного вала и построение эпюр

Рисунок 10-Схема редуктора

Для проверки выбираем промежуточный вал 2−3. Так как на него действует большее количество сил.

Определим реакции опор:

Рассмотрим проекции сил в плоскости ХZ :

— F_t2 55 + F_t5 125 — R_ХВ 175 =0;

тогда Н

— F_t5 50 + F_t4 120 — R_ХА 175 =0;

тогда Н Проверка: F_IX =0; R_ХА — F_t4 + F_t5 — R_ХВ = 31,7 — 1198,9 + 2766,25 — 1599 = 0.

Рассмотрим проекции сил в плоскости УZ:

— F_r4 55 — F_a4 127,5 — F_r5 125 + F_a5 48,7 + R_УB 175 =0;

тогда

F_r5 50 + F_a5 48,7 + F_r4 120 — F_a4 127,5 — R_УА 175 =0;

тогда

Проверка: F_IY =0; R_YА — F_r4— F_r5 + R_YВ = 859,5 — 442,7 — 1020,1+ 593,2 = 0.

Суммарные реакции опор:

Н

Н Определим значения изгибающих моментов:

Плоскость XZ:

Сечение 1: 0 < X₁ <0.055м. Сечение 2: 0 < X₂ <0.70м.

M_X = R_ХА X₁ M_X = R_ХА (0,055 + X₁) — F_t4 X₂

M_X(0) = 0 M_X(0) = 31,7 0,055 = 1,74 Нм

M_X(0.036) = 31,7 0.055 = 1,74 Нм M_X(0.138) = 31,7 0,125 — 1198,9 0,7 = -79,95 Нм Сечение 3: 0 < X₃ <0.05м.

M_X = -R_ХВ X₃

M_X(0) = 0

M_X(0.042) = -1599 0.05 = -79,95 Нм

Плоскость УZ:

Сечение 1: 0 < У₁ <0.055м.

M_У = R_УА У₁

M_{У (0)} = 0

M_{У (0.036)} =859,5 0.055 = 47,5Нм

Сечение 2: 0 < У₂ <0.7м.

M_У = R_УА (0,055 + У₂) — F_r4 У₂ + F_a4 0,0127

M_{У (0)} = 859,5 0,055 + 442,7 0,0127 = 53 Нм

M_{У (0.7)} = 859,5 0,125 — 442,7 0,7 + 5,6= 98,5 Нм Сечение 3: 0 < У₃ <0.05м.

M_У = R_УВ У₃

M_{У (0)} = 0

M_{У (0.05)} = 593,2 0.05 = 29,66 Нм

7.1 Проверочный расчет промежуточного вала

Проверочный расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) напряжениями [S]. Прочность соблюдена при S >= [S] .

Будем производить расчёт для предположительно опасных сечений вала.

Рисунок 12-Эскиз вала Материал вала — сталь 45.

Таблица 6

Сечение, А — А: Концентратором напряжений является шпоночный паз.

Коэффициент запаса прочности:

S= S_у? S_ф/

S_у=у_-1D/ у_а

S_ф=ф_-1D/(ф_а+ш_фD? ф_а),

где у_а и ф_а — амплитуды напряжений цикла;

ш_фD — коэффициент влияния асимметрии цикла напряжений.

у_а=10³?М/W; ф_а=10³?М _к/2W_к

М=

М _к = 130 Н? м Определим моменты инерции:

W=р?d³/32-b?h?(2d-h)²/(16d)=3.14?45³/32−14?9(2?45 -9)²/(16?45) = 8045 мм³

W_к=р?d³/16-b?h?(2d-h)²/(16d)= 3.14?45³/16−14?9(2?45−9)²/(16?45) = 16 987 мм³

у_а=10³ ?53/8045 = 6,6 МПа ф_а=10³ ?130/2?6987 = 9.3 МПа Пределы выносливости вала:

у_-1D= у_-1/К_уD; ф_-1D= ф_-1/К_фD,

где К_уD и К_фD — коэффициенты снижения предела выносливости.

К_уD=(К_у/ К_dу+1/ К_Fу-1)/ К_V,

К_фD=(К_ф/ К_dф+1/ К_Fф-1)/ К_V,

где К_у и К_ф — эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

К_dт и К_dф — коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

К_Fт и К_Fф — коэффициенты влияния качества поверхности;

К_V — коэффициент влияния поверхностного упрочнения.

К_уD=(2,2/0,81+1/0,95−1)/ 1=2,77

К_фD=(1,75/0,81+1/0,95−1)/ 1=2,21

у_-1D= 410 / 2,77 =148 МПа; ф_-1D= 230 /2,21 = 104.1 МПа ш_фD=ш_ф/ К_фD

ш_фD=0,1/ 2,21=0,045

S_у= 148 / 6,6 = 22,4 S_ф= 104.1 / (9.3 + 0,035 9.3) = 10.8

S= 22,4? 10.8 /=15.4 [S] = 2.5

Проверка показала, что коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении больше чем требуемый.

Сечение Б-Б: Концентратором напряжений является галтель у шестерни.

Коэффициент запаса прочности:

S= S_у? S_ф/

S_у=у_-1D/ у_а

S_ф=ф_-1D/(ф_а+ш_фD? ф_а),

у_а=10³?М/W; ф_а=10³?М _к/2W_к

М=

М _к = 130 Н? м Определим моменты инерции:

W=р?d³/32=3.14?50³/32=12 267 мм³

W_к=р?d³/16=3.14?50³/16=24 531 мм³

у_а=10³? 126,8 / 12 267 = 10,3 МПа ф_а=10³? 130 / 2? 24 531 = 2,6 МПа Пределы выносливости вала:

у_-1D= у_-1/К_уD; ф_-1D= ф_-1/К_фD,

где К_уD и К_фD — коэффициенты снижения предела выносливости.

К_уD=(К_у/ К_dу+1/ К_Fу-1)/ К_V,

К_фD=(К_ф/ К_dф+1/ К_Fф-1)/ К_V,

К_уD=(2,2/0,81+1/0,95−1)/ 1=2,77

К_фD=(1,75/0,81+1/0,95−1)/ 1=2,21

у_-1D= 410 / 2,77 =148 МПа; ф_-1D= 230 /2,21 = 104.1 МПа ш_фD=ш_ф/ К_фD

ш_фD=0,1/ 2,21=0,045

S_у= 148 / 10,3= 14,4 S_ф= 104.1 / (2,6 + 0,045 2,6) = 38,5

S= 14.4? 38,5 /= 5,3 [S] = 2.5

Проверка показала, что коэффициент запаса прочности в рассматриваемом сечении больше чем требуемый.

8 Проверка пригодности подшипников промежуточного вала 2 — 3

Предварительно назначаем радиальные шариковые подшипники лёгкой серии 207. Схема установки подшипников — враспор.

Для принятых подшипников находим:

C_r = 20 100 H; e = 0,26; Y =1,71;X=0,56 .

Минимально необходимые для нормальной работы подшипников осевые силы:

F_aAmin = 0.83 e R_A = 0,83 0,26 860,08= 185,6 H

Значения осевых сил берём из расчёта зубчатых передач:

F_a4 = 204,9H; F_a5 = 450H, тогда F_A = F_a5 + F_a4 = 754,9H.

Отношение F_aА / (V R_A) = 754,9/1 860,08 =0,87, что больше e = 0,26. Тогда для опоры А: Х =0,56; Y = 1,71.

Найдём эквивалентную динамическую радиальную нагрузку:

где коэффициенты V = 1, К_б = 1,2, К_Т = 1

Н.0

Вычисляем ресурс работы подшипника:

где, С_r — базовая радиальная динамическая грузоподъёмность подшипника, Н Р_r — эквивалентная радиальная динамическая нагрузка, Н к=3 — показатель степени для шариковых подшипников;

а₁=1 — коэффициент корректирующий ресурс в зависимости от надежности (90%);

а₂₃=0,75 — коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника.

n — частота вращения вала.

ч Расчётная долговечность должна отвечать условию

где t — требуемый ресурс, t = 21 600 ч.

Данное условие выполняется, следовательно, подшипники 207 пригодны.

9 Конструктивные размеры корпуса редуктора

Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор

Расстояние b₀ между дном корпуса и поверхностью колес

.

В двухступенчатых соосных редукторах между торцевыми поверхностями шестерни быстроходной ступени и колеса тихоходной ступени расположены два подшипника опор соосных валов. Расстояние l_s между зубчатыми колесами

где T₃ и T₆ — ширины подшипников опор быстроходного и тихоходного валов.

Толщина стенок

.

Принимается д = 8 мм.

Толщина фланцев

.

Принимается b = 14.5 мм.

Диаметры болтов:

— фундаментальных ,

принимаются фундаментальные болты с резьбой М20;

— остальные болты ,

принимаются болты с резьбой М16.

10 Выбор смазки

При минимальном количестве масла смазывание редуктора осуществляется погружением колеса на высоту зуба в масло — картерное смазывание. Подшипники смазываются тем же маслом, что и детали передач. При смазывании колес погружением на подшипники попадают брызги масла, стекающего с колес, валов и стенок корпуса.

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в смазку (масло), заливаемую внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 1/3. Объем масляной ванны 4…6 л.

По таблице устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях до 1000 Н/мм² и скорости V до 2 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 34 мм²/с. По таблице из справочной литературы принимаем масло индустриальное И-Г-А-46 (табл. 11.1−11.3, стр. 200, /4/).

Контроль масла, находящегося в корпусе редуктора осуществляется с помощью жезлового маслоуказателя.

11 Подбор посадок и допусков

Зубчатые колеса: H7/r6.

Крышки торцовых узлов на подшипниках качения: H7/h8.

Шпоночные соединения: P9/h9.

Штифт с картеров: P8/h7.

Штифт с крышкой: H8/h7.

12 Сборка и регулировка редуктора

Перед сборкой полость корпуса редуктора подвергают очистке и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида.

На входной вал насаживают подшипники, предварительно нагретые в масле до 80 — 100? С.

На промежуточный вал насаживают подшипник предварительно нагретый в масле до 80 — 100? С. Затем закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала. Насаживают подшипник предварительно нагретый в масле до 80 — 100? С.

На выходной вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо, насаживают подшипники, предварительно нагретые в масле до 80 — 100? С.

Валы устанавливают в корпус. Для центровки устанавливают крышку редуктора на корпус с помощью цилиндрических штифтов, затягивают болты, крепящие крышку редуктора с корпусом.

На конические хвостовики входного и выходного валов закладывают шпонки и надевают муфту и шкив.

Ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и устанавливают маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой, закрепляя крышку винтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытаниям на стенде по программе установленной техническими условиями.

Заключение:

1. Согласно заданию был разработан привод — редуктор цилиндрический.

2. Был выбран электродвигатель, рассчитаны зубчатые передачи, спроектированы и проверены на пригодность шпоночные соединения, подшипники, разработан общий вид редуктора, разработаны рабочие чертежи деталей.

3. Электродвигатель был выбран исходя из потребной мощности и условий работы привода.

4. Шпоночные соединения были проверены на смятие.

5. Форма и размеры деталей редуктора и плиты привода были определены конструктивными и технологическими соображениями, а также выбором материалов и заготовок.

Список использованной литературы:

1. Дунаев П. Ф., Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие-4-е изд., исп.- М.: Высш.щк., 1985;415 с., ил.

2. Левитский И. Г. Расчет клиноременной передачи: Методические указания по курсовому проектированию. Хабаровск, издательство ХГТУ, 1991.

3. Чернавский С. А. и др. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие. М.: Машиностроение, 1979.