Проектирование электропривода с двуступенчатым редуктором

2): d=110 мм; D=200 мм; В=53 мм; С=374 кН и Со=320 кН; е=0,28 [4, табл.

73]; Y=2,43 [4, табл.

73].

Отношение < е=0,28; следовательно Y=2,43.

Эквивалентная нагрузка:

(9.20)

Расчетная долговечность, млн. об.

Расчетная долговечность, ч Для червячных редукторов ресурс работы подшипников должен быть не менее 20 000 ч. В нашем случае подшипники ведущего вала 53 611 имеют ресурс Lh = 22 592,0 ч, а подшипники ведомого вала 53 322 имеют ресурс Lh=34 019,0 ч.

10. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок — по ГОСТ 23 360– — 78 (3, табл. 9.

1.2].

Материал шпонок — сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности по формуле

(10.1)

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [σсм]=100…120 МПа, при чугунной [σсм]=50…70 МПа.

10.

1. Ведущий вал.

Шпонка под ведомым шкивом ременной передачи: d=45 мм; b х h =14×9 мм; t1=5,5 мм; длина шпонки l=80 мм; момент на ведущем валу Т2=301,09×103 Нмм.

(материал шкива — чугун марки СЧ 15).

10.

2. Ведомый вал.

Проверяем шпонки под ступицей червячного колеса: d=110 мм; bхh=28×16 мм; t1=10мм; длина шпонки l=130 мм (при длине ступицы колеса 140 мм); крутящий момент Т3=4355,65×103 Нмм. Под ступицей устанавливаем две шпонки.

(материал ступицы колеса — чугун СЧ15).

Проверяем шпонки под ступицей звездочки: d=105 мм; bхh=28×16 мм; t1=10мм; длина шпонки l=100 мм (при длине ступицы звездочки 150 мм); крутящий момент Т3=4355,65×103 Нмм. Под ступицей устанавливаем две шпонки.

(материал ступицы звездочки — сталь).

Условие σсм < [σсм] выполнено.

11. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ

Червячный вал проверять на прочность не следует, т.к. размеры его поперечных сечений, принятые при конструировании после расчета геометрических характеристик (d1 = 90 мм; dа1 = 108 мм; df1 = 108 мм), значительно превосходят те, которые были получены расчетом на кручение (dВ1=37,5 мм). Расчет на жесткость червячного вала проведен в пункте 3.

4.

Ведомый вал.

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения — по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s [s].

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Материал вала назначаем, как для тяжелонагруженного вала — сталь хромокремнемарганцовистую 35ХГСА, термическая обработка — закалка.

По (3, табл. 16.

2.1] при диаметре заготовки до 150 мм (в нашем случае dК2=110 мм) среднее значение σв = 1620 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:

(9.1)

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:

(9.2)

Изгибающие моменты в плоскости XOZ:

под опорой 3

под серединой червячного колеса справа

Проверка:

под серединой червячного колеса слева

Изгибающие моменты в плоскости YOX:

под серединой червячного колеса справа

под серединой червячного колеса слева

Проверка:

под серединой червячного колеса слева Сечение под колесом.

Концентрация напряжений обусловлена наличием двух шпоночных канавок под ступицей колеса. Изгибающий момент в сечении (см. рисунок 5)

(9.3)

Осевой момент сопротивления сечения при dк2=110 мм; b=28 мм; t1=10 мм:

(9.4)

Амплитуда нормальных напряжений:

; среднее напряжение σm=0. (9.5)

Полярный момент сопротивления:

Wp ≈ 2 х Wк нетто=2×105 150=210300 мм3. (9.6)

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

(9.7)

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

(9.8)

где kσ - эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений; εσ - масштабный фактор для нормальных напряжений.

Находим интерполяцией kσ=2,0 (2, табл. 6.5], εσ=0,58 (2, табл. 6.8], и ψσ=0,2 (2, с.100].

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

(9.9)

где kτ - эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений; ετ - масштабный фактор для касательных напряжений.

Находим интерполяцией kτ=2,1 (2, табл. 6.5], ετ=0,58 (2, табл. 6.8], и ψτ=0,1 (2, с.100].

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:

(9.10)

Сечение под подшипником 3.

Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (опора 3). С целью уменьшения концентраций напряжения от прессовой посадки подшипника вал в месте посадки имеет коническую обточку.

Изгибающий момент в сечении (см. рисунок 5)

Осевой момент сопротивления сечения при dк2=110 мм:

(9.11)

Амплитуда нормальных напряжений:

; среднее напряжение σm=0.

Полярный момент сопротивления:

Wp=2*Wк нетто=2*130 604=261208 мм3.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Определяем коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям. Находим для вала диаметром 110 мм при давлении напрессовки 10−20 МПа интерполяцией kσ/εσ =5,52 (2, табл. 6.7] и ψσ=0,2 (2, с.100]. Принимаем, что коэффициент концентрации напряжений уменьшается на 50% за счет применения конической обточки, тогда kσ/ εσ =2,76.

Определяем коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям. Находим для вала диаметром 110 мм при давлении напрессовки 10−20 МПа интерполяцией kτ/ετ =3,712 (2, табл. 6.7] и ψσ=0,2 (2, с.100].

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения В-В:

Для всех сечений s > [s] = 2,0.

12. ВЫБОР СОРТА МАСЛА

Смазывание зубчатого зацепления производится разбрызгиванием масла, заливаемого внутрь корпуса. Объем масляной ванны V определяем из расчета 0,25 дм³ масла на 1 кВт передаваемой мощности: V=0,25×21,95= =5,5 дм³.

По (2, табл. 8.9] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях [σ] = 217,3 МПа и скорости vS = 3,41 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 118 сСт при температуре 500С. По (5, табл. 32] принимаем для червячной передачи масло ИТД-220 (по ГОСТ 17 479.

0−85).

1. Груданова О. В., Мисевич Ю. В., Филановский А. М. Проектирование привода с двухступенчатым редуктором. — СПб.: СПбУ ГПС МЧС России, 2007. — 93 с.

2. Курсовое проектирование деталей машин: Учебн. пособие для техникумов/С.А. Чернавский, Г. М. Ицкович, К. Н. Боков и др.- М.: Машиностроение, 1980. 351 с., ил.

3. Курмаз Л. В. Детали машин. Проектирование: учебн. пособие / Л. В. Курмаз, А. Т. Скойбеда. — Мн.: УП «Технопринт», 2002. — 290 с.

4. Подшипники качения: Справочник-каталог/ Под ред. В. Н. Нарышкина и Р. В. Коросташевского. — М.: Машиностроение, 1984. — 280 с., ил.

5. Андросов А. А. Расчет и проектирование деталей машин.

Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 285 с., ил.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Листов

Лит.

Привод с червячным редуктором, ременной и цепной передачей Утв.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Н. контр.

Провер.

Разраб.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.