Редуктор

Ведущий вал:

Учитывая действие клиноременной  передачи на ведущих валах, примем допускаемое напряжение [τ_к]=25МПа по формуле (8.16 гл.VIII [3])

мм.   (55)

Так как вал редуктора соеденен муфтой с валом электродвигателя (рис.12.1[3]), то необходимо согласовать диаметры ротора dдв и вала dв1. Иногда принемают dдв = dв1. Некоторые муфты например УВП могут соединять валы разных диаметров в пределах одного наменального момента. У подобного электродвигателя (табл. П2 [3]) Диаметр вала dдв=32мм. Выбираем МУВП по ГОСТ 21424-75. С расчетами по муфт под dв1=25мм (рис. 12.3 [3]).

Примем под подшипником: d_п1=25 мм. 

Ведомый вал (рис. 12.5 [3]). Учитывая влияние  изгиба вала от натяжения цепи, принимаем [τ_к] = 20 МПа.

Диаметр выходного конца вала

 мм.   (56)

Принимаем ближайшее  большое значение из стандартного ряда [гл. VIII пояснение к формуле (8.16)[3]]: d_в2 =35мм. Диаметр вала под подшипниками принимаем d_п2=40мм,  под зубчатым колесом d_k2 =45мм.

Диаметры остальных  участников валов назначают исходя из конструктивных соображений при компоновке редуктора.

 

 

 

 

4 Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерню выполняем за одно целое  с валом (рис. 10.6,а;[3]); её размеры определены выше:

d₁=41,66мм;

d_а1=45,66мм;

b₁=55мм.

Колесо кованное (гл. X, рис. 10.2, a; и таблица 10.1[3]);

d ₂=208,33мм; d_а2=212,33мм; b₂=50мм.            

Диаметр ступицы: d_ст=1,6 ^. d_k2=1,6·45=72мм; длина ступицы:

                            l_ст=(1,2÷1,5)^.d_k2=(1,2÷1,5)^.45=54÷67,5мм.                        (57)

Принимаем: l_ст = 60 мм.

Толщина обода:

                                 δ₀=(2,5÷4)m_n=(2,5÷4)^.2=5÷8мм.                                    (58)

Принимаем: δ₀ =8мм.

Толщина диска:

                                         С=0,3 ^.b₂=0,3 ^.60=18 мм.                                        (59)

Принимаем: С = 18 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Конструктивные размеры корпуса  редуктора

 

Толщина стенок корпуса  и крышки:

                                     δ=0,025_wα+1 = 0,025 ^.125+1=4мм                            (60)

Принимаем δ=8мм;

                                    δ₁=0,02а+1=0,02 ^.125+1=4мм.                                   (61)

Принимаем δ₁=8мм.

Толщина фланцев поясов корпуса и  крышки:

                  b=1,5 ^.δ=1,5 ^.8=12мм;   b₁ =1,5 ^.δ₁ = 1,5 ^.8 =12мм;               (62)

нижнего пояса корпуса

                                             р=2,35 ^.δ=2,35 ^.8=19мм.                                      (63)

Принимаем р=20мм

Диаметр болтов: фундаментальных

                d₁=(0,03÷0,036) ^.

+12=(0,03÷0,036) ^.112+12=15÷16мм;            (64)

принимаем болты с  резьбой М16;

крепящих крышку к  корпусу у подшипников.

                                d ₂=(0,7÷0,75) ^.d ₁=(0,7÷0,75) ^.16=11÷12;                               (65)

принимаем болты с  резьбой М12;

соединяющих крышку с корпусом

                               d₃=(0,5÷0,6) ^.d₁=(0,5÷0,6) ^.16=4÷9мм                              (66)

принимаем болты с  резьбой М10.

 

6 Расчет цепной передачи

Выбираем приводную  роликовую однорядную цепь (гл. VII, таблица 7.15[3]).

Вращающийся момент на ведущей звёздочке

                                                

                                              (67)               

  Передаточное число было принято ранее

Число зубьев: ведущей  звёздочки [стр. 148 [3]]

   (68)

ведомой звёздочки

     (69)

Принимаем

 и 

Тогда фактическое

     (70)

Отклонение

                                              

                                           (71)

Что допустимо

Расчётный коэффициент  нагрузки [гл. VII, формула (7.38) и пояснения к ней[3]]

   (72)

где где k_d =1– динамический коэффициент при спокойной нагрузке (передача к ленточному конвейеру);

             k_α=1 учитывает влияние межосевого расстояния [k_α=1при _ц ≤(30÷60)t];

            k_н=1– учитывает влияние угла наклона линии центров (k_н=1, если этот угол не превышает 60⁰; в данном примере γ =0);

           k_р– учитывает способ регулирования натяжения цепи; k_р=1,25 при периодическом регулировании натяжения цепи;

           k_см=1,4 при периодической смазке;

           k_п учитывает продолжительность работы в сутки, при односменной работе k_п=1.

Для определения шага цепи по формуле (7.38 гл. VII [3]) надо знать допускаемое давление [р] в шарнирах цепи. В таблице 7.18 [3] допускаемое давление [р] задано в зависимости от частоты вращения ведущей звездочки и шага t. Поэтому для расчета по формуле (7.38 [3]) величиной [р] следует задаваться ориентировочно. Ведущая звездочка имеет частоту вращения

об/мин.    (73)

Среднее значение допускаемого давления при  n≈300 об/мин, [p] = 20 МПа

Шаг однорядной цепи (m=1)

мм.   (74)

Подбираем по таблице 7.15[3] цепь ПР-25,4-60,0 по ГОСТ 13568–75, имеющую t = 25,4 мм; разрушающую нагрузку Q ≈ 60 кН; массу q=2,6 кг/м; А_оп=179,7 мм².

Скорость цепи

м/с.   (75)

Окружная сила

Н.   (76)

Давление в шарнире проверяем по формуле (7.39[3])

МПа.    (77)

Уточняем по таблице 7.18[3] допускаемое давление

                           

МПа.       (78) 

Условие p<[p] выполнено. В этой формуле 22 МПа – табличное значение допускаемого давления по таблице 7.18 [3] при n=300 об/мин и t=25,4мм.

Определяем число звеньев цепи по формуле (7.36 [3])

     (79)

где                                                     

,                                                (80)

    (81)

     (82)

Тогда

                                                                               (83)

Округляем до чётного  числа L_t=149.

Уточняем межосевое расстояние цепной передачи по формуле (7.37 [3])

 (84)

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность  уменьшения межосевого расстояния межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на 1579^.0,004=6мм.

Определяем диаметры делительных окружностей звёздочек [формула 7.34]

                   

                         (86)            
 Определяем диаметры наружных окружностей звёздочек.

   (87)

 

где d₁=15,88 – диаметр ролика цепи (таблица 7.15[3]);

   (88)   

                               

                              (89)

Силы, действующие на цепь: окружная F_tц=845Н – определена выше;

от центробежных сил

                                                                                (90)

где q=2,6^.кг/м по таблице 7.15[3];

от провисания

                  (91)

где k_f=6 при угле наклона передачи 0^о (стр. 151 [3]).

Расчётная нагрузка на валы

   (92)

Проверяем коэффициент  запаса прочности цепи (формула 7.40 [3])

   (93)

Это больше, чем нормативный  коэффициент запаса [s]≈9,4; следовательно, условие s>[s] выполнено.

Размеры ведущей звездочки: ступица звездочки:

ступица звёздочки:

                                        

мм;                                      (94)

Принимаем d_ст = 60 мм.

                            

мм;                           (95)

принимаем l_ст= 50 мм;

толщина диска звездочки:

                                        

мм,                                       (96)

где B_вн – расстояние между пластинками внутреннего звена (таблица 7.15[3]).

Аналогично  определяют размеры ведомой звездочки.

 

 

 

 

7 Первый этап компоновки редуктора

Компоновку обычно проводят в два  этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции разрез по осям валов при снятой крышке редуктора желательный масштаб 1:1, чертить тонкими линиями.

Примерно посередине листа параллельно его длинной  стороне проводим горизонтальную осевую линию;

затем две вертикальные линии – оси валов на расстоянии a_w = 121 мм.

Вычерчиваем упрощенно  шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое в валом; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.

  Очерчивает внутреннюю стенку корпуса:

а) принимает зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса

А₁ =1,2δ при наличии ступицы зазор берется от торца ступицы;

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса  до внутренней стенки корпуса A=δ;

в)принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенки корпуса A=δ; если диаметр окружности вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать по шестерни.

Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники легкой серии; габариты подшипников выбираем  по диаметру вала в месте посадки  подшипников d_п1= 30 мм и d_п2= 40 мм.

По таблице П3 имеем:

 

 

 

 

Таблица 1

Условное обозначение подшипника	d	D	В	Грузоподъёмность, кН
	Размеры, мм			С	Со
204	20	47	14	12,7	6,2
208	40	80	18	32,0	17,8

 

Решаем вопрос о смазывании подшипников. Принимаем для подшипников  пластичный смазочный материал. Для  предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца (гл. IX [3]). Их ширина определяет размер у=8÷12.

Измерением находим  расстояние на ведущем валу l₁= 45 мм и на ведомом l₂ = 47 мм. Примем окончательно l₁=l₂= 47 мм.

Глубина гнезда подшипника l_Г≈ 1,5В ; для подшипника 208 В = 18 мм.

l_Г =1,5 ^.17 = 27 мм; примем l_Г  = 27 мм.

Толщину фланца Δ крышки подшипника принимают примерно равной диаметру d₀ отверстия; в этом фланце Δ=12 мм. Высоту головки болта принимаем мм. Устанавливаем зазор между головкой болта и торцом соединительного пальца цепи в 10мм. Длину пальца l примем на 5 мм больше шага t. Таким образом:

                                            l=t+5=25,4+5=30,4мм.                                        (97)

Измерением устанавливаем  расстояние l₃ = 58 мм, определяющее положение звездочки относительно ближайшей опоры ведомого вала. Примем окончательно l₃ = 58 мм.

 

 

 

 

 

 

8 Проверка долговечности  подшипников

 

Ведущий вал.

На рис.8.1 показаны рисунок ведущего вала. Из предыдущих расчетов имеем F_t = 1344 Н, F_r = 509 Н и F_a = 392 Н. из первого этапа компоновки l₁= 45 мм.   

Реакции опор:

в плоскости xz

     (98)

в плоскости yz

           R_y1 = 1/2l₁(F_r l₁ + F_a d₁/2) = 1/2*45(509*45+392*41,66/2) = 346         (99)