Редуктор

            R_y2 = 1/2l₁ (F_rl₁-F_a*d₁/2) = 1/2*45(509*45-392*41,66/2) = 163         (100)

Проверка:

                                    R_y1 + R₂ - F_r = 346 + 163 – 509 = 0.                             (101)

 

Суммарные реакции

   (102)

                                     

                        (103)

 

Дано: F_a=392, F_B=1686, R_x3=647, R_x4=2725, R_y3=280, R_y4=589, F_t=1344, F_r=309.

Эпюра Му:

M_y3=M_y8=0                                                                                                       (104)

M_yz= R_x3 * l₂ = 647*47 = 30,4*10³ Нмм                                                         (105)

M_y4 = - F_b*l₃ = 1686*58 = 97,7*10³ Нмм                                                       (106)

Эпюра М_x    

M_x3 = M_x4 = M_x8 = 0                                                                                        (107)

M_{x7 слева} = R_g3*l₂ = 280*47 = 13,1*10³ Нмм                                                   (108)

M_{x7 слева} = R_y4*l₂ = 598*47 = 27,6*10³ Нмм                                                   (109)

Эпюра Т_к

Т_к = Т₂ = 140*10³ Нмм                                                                                    (110)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подбираем подшипники по более нагруженной  опоре 1.

Намечаем радиальные шариковые подшипники 205 легкой серии (таблица П3[3]): d=20 мм; D=47 мм; В=14 мм; С=12,7 кН; С_о=6,2 кН.

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле (9.3 [3])

     (111)

в которой радиальная нагрузка P_r1=755 Н; осевая нагрузка P_a=F_a=392H;  V=1 (вращается внутреннее кольцо); коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров К_Б=1 (таблица 9.19 [3]); К_т=1 (таблица 9.20 [3]).

Отношение этой величине (таблица 9.18 [3]) соответствует e≈0,26.

Отношение X=0,56 и Y=1,71.

                                   

                          (112)

Расчётная долговечность, млн.об (формула (9.1) [3])

   (113)

Расчётная долговечность, ч

    (114)

что больше установленных  ГОСТ 16162-85.

Ведомый вал.

На рис.8.2 показаны рисунок  ведущего вала, его расчётная схема  и эпюры изгибающих и крутящих моментов. Реакции опор определены ниже.

Построение эпюр:

Дано: F_t = 1344 H, F_r = 309 H, F_a = 392 H, R_x1 = 672 H, R_x2 = 672 H, R_y1 = 346 H, R_y2 = 163 H.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эпюра m_у

m_у6= m_y= m_y2=0                                                                                                (115)

М_x6=R_х1^.l₁=-672^.45=-30,2^.10³ Н^.мм.                                                                (116)

Эпюра М_х

М_х6= М_х1= М_х2=0                                                                                              (117)

М_х5 слева= R_y1^.l₁=-346*45=-15,5^.10³Нмм                                                       (118)

М_х5 справа= -R_y2^.l₁=-163·45 =-7^.10³Нмм.                                                        (119) 

Эпюра Т_к2

Т_к= Т₁=28^.10³Н^.мм.                                                                                           (120)

Ведомый вал несёт  такие же нагрузки как и ведущий:

F_t = 1344 H, F_r = 309 H, F_a = 392 H.

Нагрузка на вал от цепной передачи F_В=1686Н.

Из первого этапа  компоновки l₂=47 мм и l₃=47 мм.

Реакции опор:

в плоскости xz

   (121)

  (122)

Проверка: R_x3+R_x4-(F_t+F_BX)=-647+2725-(392+1686)=0;   (123)

в плоскости yz

   (124)

 

   (125)

Проверка:

  (126)

 

Суммарные реакции

   (127)

  (128)

Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 4.

Шариковые радиальные подшипники 208 легкой серии (таблица П3[3]): d=40 мм; D=80 мм; В=18 мм; С=32,0 кН; С_о=17,8 кН.

Отношение этой величине (таблица 9.18 [3]) соответствует e≈0,19 (получаем, интерполируя).

Отношение X=1 и Y=0.

Поэтому

   (129)

(Примем К_б=1,2, учитывая, что цепная передача учитывает неравномерность нагружения.)

Расчётная долговечность, млн.об.

   (130) 

Расчётная долговечность, ч

   (131)

Здесь L_h = 289 об/мин – частота вращения ведомого вала.

 

 

 

 

 

 

 

9 Второй этап компоновки редуктора

 

Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпуса, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.

Примерный порядок выполнения следующий.

Вычерчиваем шестерню и  колесо по конструктивным размерам, найденным  ранее (п. IV). Шестерню выполняем за одно целое с валом.

Конструируем узел ведущего вала:

а) наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора  на расстояние l₁. Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения (можно вычерчивать одну половину подшипника, а для второй  половины нанести габариты);

б) Между торцами подшипников  и внутренней поверхностью стенки корпуса  вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1-2мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники (Ø 30мм). Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала подшипников;

в) вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными  прокладками (толщиной ~1мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем свидетельствует вырыв на плоскости разъема.

Войлочные и фетровые уплотнения применяют главным образом  в узлах, заполненных пластичной смазкой. Уплотнения манжетного типа широко используют как при пластичных, так и при жидких смазочных материалах;

г) переход вала Ø 30мм к присоединительному концу Ø 25мм. выполняют на расстоянии 10-15мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крышки.

Длина присоединительного конца вала Ø 25 мм определяется длиной ступицы муфты.

Аналогично конструируем узел ведомого вала. Обратим внимание на следующие особенности:

а) для фиксации зубчатого  колеса в осевом направлении предусматриваем  утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки – с другой; место перехода вала от Ø 45 мм Ø 40 мм смещаем на 2-3мм внутрь распорной втулки с тем, чтобы гарантировать прижатие мазеудерживающего кольца к торцу втулки (а не к заплечику вала!);

б) отложить то середины редуктора расстояние l₂ проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;

в) вычерчиваем мазеудерживающие кольца, крышки подшипников с прокладками и болтами;

г) откладываем расстояние l₃ и вычерчиваем звездочку цепной передачи; ступица звездочки может быть смещена в одну сторону для, того чтобы вал не выступал за пределы редуктора на большую длину.

Переход от Ø 40 мм к Ø 35 мм смещаем на 2-3мм внутрь подшипника с тем, чтобы гарантировать прижатие кольца к внутреннему кольцу подшипника (а не к валу!).

Это кольцо – между  внутренним кольцом подшипника и  ступицей звездочки – не допускает касания ступицы и сепаратора подшипника;

д) от осевого перемещения  звездочка фиксируется на валу торцовым креплением. Шайба прижимается к торцу ступицы одним или двумя винтами. Следует обязательно предусмотреть зазор между торцом вала  и шайбой в 2-3мм для натяга.

На ведущем и ведомом  валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами ГОСТ 23360 – 78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5 – 10мм. меньше длин ступиц.

Непосредственным измерением уточняем расстояния между опорами  и расстояния, определяющие положение зубчатых колес и звездочки относительно опор.

 

10 Проверка прочности шпоночный  соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360–78 (таблица 8.9 [3]).

Материал шпонок– сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и  условие прочности по формуле (8.22 [3])

     (132)

 

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

Ведущий вал:

d=25 мм; b×h=8×7 мм; t₁=4 мм; длина шпонки l=50 мм (при длине ступицы полумуфты МУВП 60 мм, таблица 11.5 [3]); момент на ведущем валу T₁=28^.10³Н^.мм;

  (133)

(материал полумуфт  МУВП– чугун СЧ 20).

Ведомый вал:

Из двух шпонок – под  зубчатым колесом и под звездочкой – более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку под звездочкой: d=35 мм; b×h=10×8 мм; t₁=5,0 мм; длина шпонки l=40 мм (при длине ступицы полумуфты МУВП 50 мм); момент на ведущем валу T₂=140^.10³ Н^.мм;

  (134)

 

(обычно звездочки  изготовляют из термообработанных  углеродистых или легированных сталей). Условие σ_см<[σ_см] выполнено.

 

 

 

11 Устойчивый расчет валов

 

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по от нулевому (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 волов.

Ведущий вал (рис. 8.1).

Материал вала тот  же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с ва                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                             лом), т.е. сталь 45, термическая обработка – улучшение.