125366 (Расчет двухступенчатых цилиндрических редукторов), страница 3

Определим коэффициент безопасности по изгибу по формуле (6.5).

табл.12.13 [1]

табл.12.9 [1]

=0,77, =0,81 табл.12.2 [1]

=1,9, =1,7 табл.12.3 [1]

По формуле (6.7)

По формуле (6.7)

Расчет подшипников

Принимаем подшипник №206.

Характеристика подшипников: С=38000 Н; С₀=25500 [2].

Требуемая долговечность 2000 ч.

Реакции в подшипниках:

(6.8)

Реакции в подшипниках определим по формуле (6.8).

Н

Н

е=0,42

X=1 Y=0, (6.10)

По формуле (6.10)

Подшипник подобран верно.

6.2 Расчет промежуточного вала

Материал вала сталь 45Х.

Определяем изгибающий момент по формуле

Н·м(6.11)

Н·м

Определяем реакции в опорах в горизонтальной плоскости

Н

Н

Производим проверку правильности определения численных значений реакций

_,

Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости

Производим проверку правильности определения численных значений реакций

-397,37-912,7+2422-1111,5=0

Принимаем диаметр вала под подшипник d=45 мм.

Определяем диаметр вала в опасном сечении по формуле (6.2).

Опасное сечение возникает под зубчатым колесом.

мм

Конструктивно принимаем d=50 мм.

Определим момент сопротивления сечения вала по формуле (6.3).

Определим полярный момент по формуле (6.5).

Определим коэффициент безопасности по изгибу по формуле (6.5).

табл.12.13 [1]

табл.12.9 [1]

=0,77, =0,81 табл.12.2 [1]

=1,9, =1,7 табл.12.3 [1]

По формуле (6.7)

По формуле (6.7)

Расчет подшипников

Принимаем подшипник №209.

Характеристика подшипников: С=67200 Н; С₀=50000 [2].

Требуемая долговечность 2000 ч.

По формуле (6.8)

Н

По формуле (6.9)

Н

е=0,28

X=1 Y=0

По формуле (6.12)

Подшипник подобран верно.

6.3 Расчет выходного вала

Материал вала сталь 45

Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости

Производим проверку правильности определения численных значений реакций

-5486-2442+10260-2332=0

Определяем реакции в опорах в горизонтальной плоскости

=3327,2

Диаметр выходного конца вала d=55мм

Диаметр под подшипники d=60мм

Определяем диаметр вала в опасном сечении по формуле (6.2).

Опасное сечение является в подшипнике В.

мм, принимаем d=60

Определим момент сопротивления сечения вала по формуле (6.3).

Определим полярный момент по формуле (6.5).

Определим коэффициент безопасности по изгибу по формуле (6.5).

табл.12.13 [1]

табл.12.9 [1]

=0,77, =0,81 табл.12.2 [1]

=1,9, =1,7 табл.12.3 [1]

По формуле (6.7)

По формуле (6.7)

Расчет подшипников

Принимаем подшипник №212.

Характеристика подшипников: С=52000 Н; С₀=31000 [2].

Требуемая долговечность 2000 ч.

Реакции в подшипниках определим по формуле (6.8).

Н

По формуле (6.10)

Н

X=1 Y=0

По формуле (6.11)

Подшипник подобран верно.

7. РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

7.1 Выбор материала и методика расчета

Для закрепления на валах зубчатых колес и соединительных муфт применены призматические шпонки, выполненные по ГОСТ 23360 /СТ СЭВ 189-75/. Материал шпонок - сталь 45 для шпонок с пределом прочности . Так как высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам, расчет сводится к проверке размеров по допускаемым напряжениям при принятой длине или на основании допускаемых напряжений находится ее длина.

7.2 Расчет шпонок

Рабочая длина шпонки определяется по формуле:

(7.1)

гдеT - наибольший крутящий момент на валу, Нм; d - диаметр вала, мм; h - высота шпонки, мм; МПа – допускаемые напряжения смятия; t₁ - заглубление шпонки в валу, мм.

Шпонка для соединения выходного вала со шкивом

Выбираем шпонку для диаметра мм, и крутящим моментом Т=75.32 Нм для которой b=8 мм, h=7мм, t₁=4мм. Определяем минимальную длину:

мм.

Полная длина шпонки мм. Принимаем шпонка 8736 ГОСТ 23360-78. Для соединения шестерни и цилиндрического колеса с промежуточным валом принимаем шпонку для диаметра d=50 мм с крутящим моментом Т=289.47 Нм, для которой b=16 мм, h=10мм, t₁=6 мм. Определяем минимальную длину:

Полная длина шпонки мм. Принимаем шпонку 161050 ГОСТ 23360-78. Для соединения тихоходного вала с цилиндрическим колесом выбираем шпонку для диаметра d=65 мм с крутящим моментом Т=866.77 Нм, для которой b=20 мм, h=12 мм, t₁=7,5 мм. Определяем минимальную длину:

мм.

Полная длина шпонки мм.

Принимаем шпонку 201250 ГОСТ 23360-78.

Для соединения входного вала с муфтой выбираем шпонку для диаметра d=55 мм с крутящим моментом Т=866.77 Нм для которой b=16 мм, h=10 мм, t₁=6 мм Определяем минимальную длину:

39.08мм.

Полная длина шпонки мм.

Принимаем шпонку 16856 ГОСТ 23360-78.

8. ВЫБОР И РАСЧЕТ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ

На входном валу редуктора находится муфта для соединения вала редуктора с электродвигателем. Принимаем для соединения вала редуктора и вала конвейера упругую втулочно-пальцевую муфту МВУП ГОСТ 21424-75.

Расчётный момент:

Т_р=к_рТ (7.1)

где к_р—коэффициент режима работы для ковшового элеватора к_р=1…2 стр.381. таб.17.1 /1/. Принимаем к_р=1,5.

Т_р=1,5·75,32=113 Н м

Расточки под полумуфты со стороны вала редуктора 25 мм. По табл. 17.8 стр. 386 /1/ принимаем муфту с наружным диаметром D=120 мм, и допускаемым расчётным моментом Т=125 Н м.

Характеристика муфты:

диаметр полумуфты d=25 мм;

расчётный момент Т_р=125 Н м;

наружный диаметр D=120 мм;

диаметр расположения пальцев D₀=84 мм

диаметр пальца d_п=14 мм

длина пальца l_п=33 мм

число пальцев z=4 мм

диаметр втулки d_вт=27 мм

длина втулки l_вт=28 мм

Проверяем пальцы на изгиб:

(7.2)

где σ_и—наибольшее напряжение при изгибе в опасном сечении пальца, МПа;

[σ_и]—допускаемое напряжение при изгибе пальцев, МПа, [σ_и]=80…90 МПа стр.372 /1/.

Условие прочности пальцев на изгиб выполняется.

Проверяем условие прочности втулки на смятие:

(7.3)

где [σ_см]—допускаемое напряжение на смятие для резины, МПа, [σ_см]=1,8…2 МПа стр. 372 /1/.

1,7 МПа≤[σ_cм]=1.8…2 МПа

Условие прочности втулки на смятие выполняется.

Посадки назначения в соответствии с указаниями, данными в табл. 8.11 стр.169 /4/.

Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347—82.

Посадка шкива на вал редуктора .

Шейки валов подшипники выполняем с отклонением вала k6.

Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.

Посадка крышек подшипников и корпус редуктора .

Выходные концы валов при переходе в крышках выполняем с отклонением вала h8.

9. ВЫБОР СМАЗКИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ И ПОДШИПНИКОВ

9.1 Смазывание зубчатого зацепления

Так как у нас редуктор общего назначения и окружная скорость не превышает 12,5 м/с, то принимаем картерную систему смазки, при которой в корпус редуктора заливается масло, так, чтобы венцы зубчатых колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю часть корпуса. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей. Для конически-цилиндрического редуктора глубина погружения зубчатых колес в масло должна быть такой, чтобы коническое колесо было погружено на всю ширину зубчатого венца.

По [7] определяем, что для смазки редуктора при окружной скорости 2…5 м/с и контактных напряжениях до 60 МПа необходимо масло с кинематической вязкостью 28·10^-6 м²/с. принимаем для смазки передачи редуктора масло И-40А ГОСТ 20799-75. Контроль уровня масла осуществляется при помощи жезлового маслоуказателя. Для замены масла в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой. Внутренняя полость корпуса сообщается с внешней средой посредством установленной на крышку отдушины. Заливка масла осуществляется через люк.

9.2 Смазывание подшипников

Смазка подшипников качения будет производиться из картера редуктора в результате разбрызгивания масла зубчатым колесом. Для этого полости подшипников выполняются открытыми внутрь корпуса.

литература

1. Расчеты деталей машин/И.М. Чернин, А.В. Кузьмин, Г.М. Ицкович. – 2-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш.щкола, 1978. – 472 с.

2. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т.2.– 6-е изд., перераб. и доп.–М.: Машиностроение, 1982.–584 с.

3. Детали машин в примерах и задачах/Под общ. ред. С.Н. Ничипорчика. - 2-е изд. - Мн.: Вышэйшая школа, 1981. - 432 с.

4. Шейблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1991. – 432 с.

5. Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Высш. шк., 1990. - 399 с.

6. Детали машин: Атлас конструкций/Под ред Д.Н. Решетова. - М.: Машиностроение, 1979. - 367 с.

7. Методическое пособие "Курсовое проектирование" по деталям машин и прикладной механике. Под общ. ред. Томило С.С. Минск: БГАТУ 2003 г. – с. 114.

8. Кузьмин А.В. Расчеты деталей машин: Справочное пособие/А.В. Кузьмин и др. - Мн.: Вышэйшая школа, 1986 - 400 с.