записка (1002417), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Для смазывания редуктора выбираем масло по действующим контактным напряжениям (до 600МПа) и требуемой вязкости ( ) ТМ-5-18 ГОСТ 23652-79.
2.10.2.Смазывание подшипников
Подшипники смазываются тем же маслом, что и детали передач. Стекающее при разбрызгивании с
колес, водила и стенок корпуса масло попадает в подшипники.
2.10.3.Смазочные устройства
Для заливки масла, в верхней части редуктора предусмотрена пробка с цилиндрической резьбой и наружным шестигранником. На боковой поверхности редуктора предусмотрены отверстия для контроля уровня масла и его слива.
При длительной работе в связи с нагревом воздуха повышается давление внутри корпуса. При интенсивном тепловыделении это приводит к просачиванию масла через уплотнения и стыки. Чтобы избежать этого, внутренняя полость корпуса сообщена с внешней средой через отдушину в пробке для залива масла.
При работе передач продукты изнашивания постепенно загрязняют масло. Стечением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Браковочными признаками служат увеличенное кислотное число, повышенное содержание воды и наличие механических примесей. Поэтому масло, залитое в корпус редуктора или коробки передач, периодически меняют. Для замены масла в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой .
2.10.4.Уплотнительные устройства
Уплотнительные устройства применяют для предохранения от вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, а также для защиты их от попадания извне пыли и влаги.
В данной конструкции редуктора используются манжетные уплотнения, размеры которых определяются размерами валов.
3.Проектирование комбинированной муфты
Муфты служат для передачи вращающего момента между валами. В разрабатываемом приводе цепного
транспортера применена одна комбинированная муфта – между выходным валом редуктора и приводным валом.
Комбинированная муфта является объединением предохранительной муфты с компенсирующей.
Для приближенного расчета вращающего момента , нагружающего муфту в приводе используют зависимость:
Где - номинальный длительный действующий момент, K-коэффициент режима работы. При спокойной работе и небольших разгоняемых при пусках массах
3.1.Расчет компенсирующей составляющей муфты
В качестве компенсирующей возьмем упругую втулочно-пальцевую муфту.
Задавшись числом пальцев , стандартным значением диаметра пальца
и ориентировочным значением диаметра
расположения пальцев (выбирается из конструкционных особенностей), проверяем выполнение условия:
где - диаметр отверстия под упругий элемент.
Тогда: условие выполняется.
Проверяем на смятие упругие элементы муфты:
где -длинна упругого элемента (см. [2], стр. 293),
-допускаемые напряжения.
Таким образом условие выполняется.
Пальцы муфты изготавливаются и стали 45 (предел текучести ) и рассчитываются на изгиб по формуле:
Допускаемые напряжения изгиба Зазор между полумуфтами
Таким образом условие выполняется.
3.2.Расчет предохранительной составляющей муфты
В качестве предохранительной возьмем муфту с разрушающимся элементом. Момент срабатывания муфты:
В конструкции муфты разрушающийся элемент представлен в виде штифта с канавкой, срезной диаметр которого определяется из условия срезания штифта при моменте Используются 2 штифта (z=2) расположенные диаметрально. Штифты изготовлены из стали 45. Задавшись из конструктивных соображений диаметром
расположения штифтов, определяем срезной диаметр штифта:
где - предельные срезающие напряжения для материала штифта,
- коэффициент неравномерности срабатывания.
Таким образом, выражая из этого равенства диаметр получаем:
Штифты размещены в закаленных до высокой твердости втулках, изготовленных из стали марки 40Х. В осевом направлении втулки фиксируются винтом М20, который стопориться напылением пластмассы.
4.Проектирование приводного вала
Приводной вал служит для передачи вращающего момента от редуктора на цепь транспортера.
4.1.Расчет подшипников приводного вала
Расчетная схема
Исходные данные для расчета:
Длины участков вала:
Окружная сила на 2-х звездочках:
Частота вращения вала:
Момент на приводном валу:
Определение реакций в опорах вала.
Радиальная сила на 2-х звездочках :
Консольная сила:
Реакции в опорах определяем из уравнений статики:
Расчет ведем по наиболее нагруженной опоре, в нашем случае это опора 2:
Определяем эквивалентную радиальную нагрузку:
Определяя коэффициенты, так же как это делалось раньше:
Задаемся подшипником:
Подшипник 1210. Параметры подшипника:
Определяем ресурс подшипника в часах:
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка
Условие выполняется, следовательно, подшипник удовлетворяет поставленным требованиям.
Подшипники устанавливаются в стандартные корпуса ШМ 90 ГОСТ 13218.1-80 и закрываются крышками МН 90Х50 ГОСТ 13219.1-81.
4.2.Проектирование звездочки цепной передачи
В приводе используется цепь М20-2-125-1 ГОСТ 588-74, для нее производиться расчет параметров звездочки с шагом и числом зубьев
.
Параметры цепи необходимые для расчета:
- расстояние между внутренними плоскостями пластин цепи;
- диаметр ролика цепи;
-ширина пластин цепи;
Расчет геометрических параметров звездочки:
Делительный диаметр:
Диаметр окружности выступов:
Диаметр окружности впадин: где
Диаметр проточки:
Ширина зуба однорядной звездочки:
Фаска
Угол скоса
Длинна посадочного отверстия равна диаметру вала в месте посадки:
Диаметр ступицы:
Передача момента с вала на звездочку осуществляется посредством шпоночного соединения. В осевом направлении звездочка фиксируется шайбой входящей в поперечный паз шпонки.
4.3.Расчет соединений
4.3.1.Шпоночные соединения
Соединение призматической шпонкой.
Основные зависимости
Рабочая длинна шпонки где l и b – длинна и ширина шпонки соответственно.
Требуется проверка шпонки на смятие
Где,
- вращающий момент на валу;
- диаметр цилиндрического конца вала или средний диаметр конического конца вала;
- допускаемое напряжение смятия;
Расчет
1 Соединение быстроходный вал-полумуфта:
Шпонка ГОСТ 23360-78 12x8x52.
(стальная ступица);
Тогда:
Очевидно, что условие не смятия шпонки выполняется.
2 Соединение приводной вал-ступица звездочки:
Шпонка ГОСТ 23360-78 18x11x50.
(стальная ступица);
Тогда:
Очевидно, что условие не смятия шпонки выполняется.
4.4.Расчет приводного вала на прочность
Вал изготовлен из стали марки 45 , со следующими характеристиками: временное сопротивление предел текучести
предел текучести при кручении
предел выносливости при изгибе
предел выносливости при кручении
коэффициент чувствительности к асимметрии цикла нагружения
Минимально допустимые запасы прочности по пределу текучести и сопротивлению усталости соответственно: и
4.4.1.Определение внутренних силовых факторов
При составлении расчетной схемы учитываем, что условная шарнирная опора для радиального подшипника расположена в середине ширины подшипника.
Горизонтальная плоскость:
Из симметрии схемы очевидно что
Вертикальная плоскость:
Аналогично
Реакции от консольной силы:
Консольная сила была определена при расчете подшипников
Эпюры внутренних силовых факторов приведены на рисунке, при этом крутящий момент численно равен вращающему:
2
3
1
4
5
Из рассмотрения эпюр внутренних силовых факторов и конструкции узла следует, что опасными являются сечения:
3 – места установки звездочек цепной передачи на вал диаметром 60мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом; концентратор напряжений – шпоночный паз ;
4 – места установки подшипников на вал диаметром 40мм: сечение нагружено изгибающим и крутящим моментом; концентратор напряжений – посадка внутреннего кольца подшипника на вал;
5 – место установки полумуфты на вал: сечение нагружено крутящим моментом, концентратор напряжений – шпоночный паз;
Определение силовых факторов для опасных сечений
Сечение 3
Изгибающие моменты:
- в плоскости XOZ
- в плоскости YOZ