123828 (Проектирование горизонтального цилиндрического редуктора), страница 5

Диаметр отжимных винтов принимаем равным диаметру соединительных болтов.

Параметры отжимных винтов (Шейнблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей машин», табл. К5, стр. 401):

4. Проушины

Конструируем проушину в виде ребра с отверстием.

Размеры проушины:

- толщина стенки корпуса, - диаметр отверстия, - радиус закругления проушины, - толщина.

5. Отверстия под маслоуказатель и сливную пробку

Форма и размеры отверстий зависят от типа выбранных маслоуказателя и сливной пробки.

Дно делаем с уклоном 1…2⁰ в сторону отверстия под сливную пробку. У самого отверстия в отливке основания корпуса выполняем местное углубление для стока масла и отстоявшейся грязи.

6.4 Смазывание. Смазочные устройства

1. Смазывание зубчатого зацепления

Осуществляется жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием).

Сорт смазочного масла для зубчатой передачи И-Г-А-68, так как , .

Объем масляной ванны равен 2 л из расчета 0,6 л на 1кВт передаваемой мощности.

Уровень масла: , где - модуль зацепления, - делительный диаметр колеса, следовательно, .

Контроль уровня масла осуществляется круглым маслоуказателем с параметрами . Маслоуказатель крепится винтами к основанию корпуса.

Для смены масла в корпусе предусматривается сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой. Параметры пробки: ,

, .

1. Смазывание подшипников осуществляется пластичными материалами, так как окружная скорость . Во избежание вымывания пластичного смазочного материала жидким, применяемым для смазывания зацепления, подшипниковые узлы изолируем от внутренней полости редуктора стальными шайбами. Размеры шайб: на быстроходном валу – ; на тихоходном валу – .

7. Подбор и расчет муфт

1. Определение расчетного момента и выбор муфт.

Для соединения выходных концов тихоходного вала и приводного вала рабочей машины (тяговой цепи) применена муфта с торообразной оболочкой. Эта муфта проста по конструкции и обладает высокой податливостью, что позволяет применять ее в конструкциях, где трудно обеспечить соосность валов, при переменных ударных нагрузках, а также при значительных кратковременных перегрузках.

Основной характеристикой для выбора муфты является номинальный вращающий момент , установленный стандартом. Муфты выбираются по большему диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту , который должен быть в пределах номинального: , где - коэффициент режима нагрузки, для скребкового конвейера , для расчета принимаем , – вращающий момент на тихоходном валу редуктора, - номинальный момент.

.

Для того чтобы был в пределах номинального, в качестве номинального момента выбираем , которому соответствует упругая муфта с торообразной оболочкой со следующими параметрами: коническое отверстие диаметром , длиной ; габаритные размеры , ; смещение радиальное , угловое , осевое .

Материал полумуфт – сталь Ст3 (ГОСТ 380–88), материал упругой оболочки – резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 Н/мм ². при предельно допустимых для муфты смещениях радиальная сила и изгибающий момент от нее не велики, поэтому при расчете валов и их опор этими нагрузками можно пренебречь.

8. Расчет валов на прочность

8.1 Расчетная схема валов

Определение реакций в опорах подшипников и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов (быстроходный вал).

Дано: , , , ,

, , .

1. Вертикальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции, Н:

,

,

Проверка: .

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X, :

2. Горизонтальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции, Н:

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 1…3, :

.

3. Строим эпюру крутящих моментов:

.

4. Определяем суммарные радиальные реакции:

,

.

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, :

,

.

Определение реакций в опорах подшипников и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов (тихоходный вал).

Дано: , , , ,

, , .

1. Вертикальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции, Н:

,

,

.

Проверка: .

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X, :

2. Горизонтальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции, Н:

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных сечениях 2…4, :

.

3. Строим эпюру крутящих моментов:

.

4. Определяем суммарные радиальные реакции:

,

.

5. Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, :

.

8.2 Расчет валов на усталостную прочность

Цель расчета – определить коэффициенты запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнить их с допускаемыми: . Методика расчета описана в учебном пособии Шейнблит А.Е., «Курсовое проектирование деталей машин», стр. 267–273.

1. Расчет быстроходного вала на усталостную прочность

На валу два опасных сечения при суммарных изгибающих моментах в сечении 2-й ступени , 3-й - .

1) Опасное сечение 2-й ступени под подшипником опоры, смежной с консольной нагрузкой.

Опасное сечение 2-й ступени определяют два концентратора напряжений – посадка подшипника с натягом и ступенчатый переход галтелью (т. к. ) между 2-й и 3-й ступенью с буртиком , где , - диаметр 3-й ступени вала, .

Определяем напряжения в сечении.

а) Нормальные напряжения: , где - суммарный изгибающий момент во 2-м сечении, - осевой момент сопротивления сечения вала, следовательно, .

б) Касательные напряжения:

, где - полярный момент инерции сопротивления сечения вала, - крутящий момент,

.

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений, учитывая, что вал без поверхностного упрочнения:

, ,

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений, - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, - коэффициент влияния шероховатости.

Для ступенчатого перехода галтелью , (так как , , ), , тогда , а .

Для посадки подшипника с натягом , а .

Так как > и > , то для дальнейшего расчета будем использовать наибольшие значения отношений , а .

( , вид механической обработки – шлифование),

, .

Определяем пределы выносливости:

, ,

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

, .

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

; .

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

.

1. Опасное сечение 3-й ступени под шестерней.

Концентратор напряжений (так как ) – ступенчатый переход галтелью (т. к. ) между диаметром впадин шестерни и диаметром ступени с буртиком .

Определяем напряжения в сечении.

а) Нормальные напряжения: , где - суммарный изгибающий момент во 2-м сечении, - осевой момент сопротивления сечения вала, следовательно,

.

б) Касательные напряжения:

, где - полярный момент инерции сопротивления сечения вала, - крутящий момент,

.

Коэффициенты концентрации нормальных и касательных напряжений:

;

, (так как , , ), ,

( , вид механической обработки – обточка),

; .

, ,

где и .

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

; .

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

.

1. Расчет тихоходного вала на усталостную прочность

На валу одно опасное сечение 3-й ступени с суммарным изгибающим моментом .

Концентрацию напряжений 3-й ступени определяет шпоночный паз.

Определяем напряжения в сечении.

а) Нормальные напряжения: , где - суммарный изгибающий момент во 2-м сечении, - осевой момент сопротивления сечения вала ( -диаметр ступени, , - параметры шпонки),

,

следовательно, .

б) Касательные напряжения:

, где - полярный момент инерции сопротивления сечения вала, - крутящий момент,

.

Определяем коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений, учитывая, что вал без поверхностного упрочнения:

, ,

где - эффективные коэффициенты концентрации напряжений, - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, ( , вид механической обработки – обточка) – коэффициент влияния шероховатости.

(для шпоночных пазов, выполненных концевой фрезой).

, .

Определяем пределы выносливости:

, ,

где и .

, .

Определяем коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям:

; .

Определяем общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

.

8.3 Расчет валов на прочность при перегрузках

Цель расчета: предупреждение пластических деформаций и разрушений с учетом кратковременных перегрузок (например, пусковых).

Эквивалентное напряжение:

, где , ;

, - предел текучести;

- изгибающий и крутящий моменты в опасном сечении при перегрузке;

- коэффициент перегрузки; - максимальный вращающий момент, - номинальный вращающий момент; [Дунаев таб. 24.9., с. 417]

1. Расчет быстроходного вала на прочность при перегрузках.

, , , ; ;

;