Проект привода тестоделительной машины (стр. 3 из 5)
Шестерню выполняем за одно целое с валом, ее размеры определены: d1=56 мм, dа1=61 мм, b1=75 мм.
Колесо кованное d2=224 мм, da2=229 мм, b2=70мм.
Диаметр ступицы: dст=1,6dК = 1,6*50=80 мм.
Длина ступицы Lст=(1,2…1,5) dк =60…75 мм. Принимаем Lст=75 мм.
Толщина обода dо=(2,5…4)mn = 5…10 мм. Принимаем dо=10 мм.
Толщина диска С=0,3b2=0,3*70=21 мм. Принимаем С=22 мм.
Диаметр отверстий в диске назначаем конструктивно, но не меньше 15…20 мм.
3.4 Конструктивные размеры корпуса редуктора
Толщина стенок корпуса и крышки:
d=0,025а+1 = 0,025*140+1 = 4,5 мм. Принимаем d=8 мм.
d1=0,02а+1 = 0,02*140+1 = 3,8 мм. Принимаем d1=8 мм.
Толщина фланцев пояса корпуса и крышки:
b=b1=1,5d=1,5*8=12 мм.
Толщина фланцев нижнего пояса:
Р=2,35d=18,8 мм. Принимаем р=20 мм.
Диаметр болтов:
фундаментных: d1=(0,03…0,036)аW+12=16,2…17,04 мм.
Принимаем болты с резьбой М18.
крепящих крышку к корпусу у подшипников: d2=(0,7…0,75)d1=12,6…13,5 Принимаем болты с резьбой М14.
соединяющих крышку с корпусом: d3=(0,5…0,6)d1=9…10,8
Принимаем болты с резьбой М12.
3.5 Первый этап компоновки редуктора
Компоновку обычно производят в два этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.
Вычерчиваем, упрощено шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое с валом.
Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:
принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса А1 =10 мм.
Габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников dП1 = 30 мм и dП2=45мм.
Предварительно намечаем подшипники на ведомом валу - 206, а на ведущем - 109.
| Условное обозначение подшипника | d | D | B | Грузоподъемность, кН | |
| Размеры, мм | С | СО | |||
| 206 | 30 | 55 | 13 | 28,1 | 14,6 |
| 109 | 45 | 75 | 16 | 21,2 | 12,2 |
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.
Измерением находим расстояния на ведущем валу l1=63 мм и на ведомом l2=63 мм.
Измерением устанавливаем расстояние l=52 мм, определяющее положение ведомого шкива относительно ближайшей опоры вала-шестерни.
3.6 Проверка долговечности подшипников
Ведущий вал:
Из предыдущих расчетов имеем: Ft=2643 H
Fr=979 H
Fa= 506 Н
Нагрузка на вал от клиноременной передачи FВ=1156Н
Составляющие этой нагрузки
Из первого этапа компоновки l=52 мм и l1 = 63 мм.
Реакции опор:
В плоскости XZ
Проверка:
В плоскости YZ
Проверка:
Суммарные реакции:
Расчетная схема ведущего вала.
Рассчитаем подшипник по наиболее нагруженной опоре 1.
Приняты ранее радиальные шариковые подшипники 206 (табл.П3.): d =30 мм, D = 55мм, В = 13 мм, С = 28,1 кН, Со = 14,6 кН.
Эквивалентная нагрузка по формуле [1.с.212]:
где, радиальная нагрузка Рr1=2537H
осевая нагрузка Ра= Fa = 506 Н
коэффициент V=1 – при вращении внутреннего кольца;
коэффициент безопасности Кs = 1,4;
КТ = 1 [1,табл.9.20]
Отношение
Этой величине соответствует е » 0,23 [1,табл.9.18].
Отношение
Х = 1 Y=0.Эквивалентная нагрузка равна
Расчетная долговечность [1,с.211]:
Расчетная долговечность [1,с.211]
Ведомый вал:
Несет такие же нагрузки что и ведущий Ft=2643 H
Fr=979 H
Fa= 506Н
Из первого этапа компоновки l2=63 мм
Реакции опор:
В плоскости XZ
В плоскости YZ
Проверка:
Суммарные реакции:
Расчетная схема ведомого вала
Рассчитаем подшипник по более нагруженной опоре 4.
Шариковые радиальные подшипники 109 легкой серии (табл.П3) по ГОСТ 8338-75: .): d =45 мм, D = 75 мм, В = 16 мм, С = 21,2 кН, Со = 12,2 кН.
коэффициент безопасности Кs = 1,4 .
Отношение
Этой величине соответствует е » 0,25 [1,табл.9.18].
Отношение
, Следовательно: Х =0,56 Y=1,6.
Эквивалентная нагрузка равна
Расчетная долговечность, млн. об.
Расчетная долговечность, ч. [1,с.211]
Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников может превышать 36 000 часов (таков ресурс самого редуктора), но не должен быть менее 10 000 часов (минимально допустимая долговечность подшипника). В нашем случае выбранные подшипники удовлетворяют ресурсу работы передачи.
3.7 Второй этап компоновки редуктора
Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, 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. Шестерню выполняем за одно целое с валом.
Наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстояние l. Используя эти осевые линии, вычерчиваем подшипники. Затем вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Затем вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками и болтами.
Аналогично конструируем узел ведомого вала.
На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5-10 мм меньше длин ступиц.
3.8 Проверка прочности шпоночных соединений
Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по СТ СЭВ189-75 [1,с169, табл.8.9].
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условие прочности по формуле [1,170,ф(8.22)]:
где Т – передаваемый вращающий момент, Н×мм;
d – диаметр вала в месте установки шпонки;
h – высота шпонки;
t1 – глубина паза;
b – ширина шпонки.
Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [s]см=100…120Н/мм2, при чугунной - [s]см=50…70Н/мм2
Ведущий вал.
Проверяем шпонку под шкивом:
Материал шкива – чугун марки СЧ18.
d=25 мм; b´h´l=8´7´45 мм, t1=4 мм
Т2=74 Нм =74×103 Нмм
Ведомый вал:
Из двух шпонок – под зубчатым колесом и под муфтой – более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки. Проверяем шпонку под муфтой. Материал-сталь.
d=42 мм, b´h´l =12´8´70 мм, t1=5 мм
Т3=296 Нм =296×103 Нмм
Условия выполняются во всех случаях.
3.9 Уточненный расчет валов
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [S]. Прочность соблюдена при S³[S]=2,5.