Подбор шпонок и их проверочный расчет

Для диаметра вала d₅ = 42 мм размеры шпонки: b = 12 мм, h = 8 мм, t₁ = 5 мм (табл. П.4 стр. 176), а ее рабочая длина определяется по формуле:

l_p = = 2*225,85*1000/42(8-5)*100= 33,0мм,

где Т₂= 225,85 Н∙м (п.7 расчета)

=100 МПа – при стальной ступице

Поскольку длина вала l₅ = 82 мм, то шпонка общей длиной

l = l_р + b = 33,0+12= 45 мм

размещается на этом участке вала с запасом.

Для диаметра вала d₇ = 22 мм размеры шпонки: b = 6 мм, h = 6 мм, t₁ = 3,5 мм (табл. П.4 стр. 176), а ее рабочая длина определяется по формуле:

l_p = = 2*36,95*100/22(6-3,5)*100=19 мм

Поскольку длина вала l₇ = 35 мм, то шпонка общей длиной

l = l_р + b = 19+6 = 25 мм

размещается на этом участке вала с запасом.

Расчет подшипников качения для валов редуктора Расчет подшипников тихоходного вала

Посадочный диаметр под подшипник d₆ = 50 мм (рис. 4), а частота вращения п₂ = 145,9 мин^-1 (п.5 расчёта), заданная долговечность L_hзад = t_сут ·260·5=12*260*5=15600 час. (где t_сут – см. задание) По табл. П.5 стр. 177 выбираем шариковый однорядный подшипник 210 серии средней. Для него динамическая грузоподъемность С = 35,1 кН, статическая грузоподъемность С₀ = 19,8 кН.

Наиболее нагруженным будет подшипник в опоре С, для которого и будем производить расчет.

Суммарная реакция R_C в опоре С от сил F_t2 и F_r2и в вертикальной и горизонтальной плоскостях ( и ):

R_С = = √(296,25²+296,25²) =866,10 Н,

где значения и см. выше.

Полная реакция в точке С с учетом нагрузки от муфты ( ) (рис. 6):

R_{С полн} = R_С + R_С ^н = 866,10+1358 = 2224,1 кН,

где значение см. выше.

Рис. 6. К определению полной реакции R_{c полн} в т. С с учетом нагрузки от муфты F_М

Таким образом, полная радиальная нагрузка на подшипник составляет:

R_{С полн} = F_rC = 2224,1 кН.

Динамическая нагрузка определяется следующим образом ( этот режим соответствует работе при максимальном моменте Т) :

Р₂ = Р_r2 = (XVR_C +YFa) К_б · К_Т.

При вращении внутреннего кольца коэффициент вращения V = 1.

Коэффициент безопасности для редукторов К_б = 1,4.

Температурный коэффициент К_Т = 1 при температуре в редукторе до 100С.

Р₂ = Р_r2 =1,4*2224,1*1*1*1=3113,74кН.

L_h = = 108861*0,75(35100/3113,74)³*10⁶/(60*145,9)=10886,8 час.

при а₁=1 а₂=0,75 L_hmin = 10400 час.

Необходимый ресурс обеспечен. Подшипник в опоре А выбирают таким же по технологическим соображениям, хотя он и менее нагружен.

Рис. 7. Определение реакции в опоре С′ быстроходного вала от муфты F_М1

Полная реакция в точке С' от сил в зацеплении и с учетом нагрузки от муфты R_C'^H:

R_C'полн = R_C + R_C'^H = 866,10+681,836=1547,936 кН

R_C'полн= F_rC' = 1547,936кН.

Эквивалентная динамическая нагрузка на первом режиме нагружения, соответствующем максимальному моменту Т₁ :

Р₁ = P_r1 = F_rC' · V ·K_б · K_T = 1547,936*1,4*1*1*1=2167,1 кН.

L_h = = 1*0,75(19500/2215,62)³*10⁶/(60*919,35)=9266час.

Второй этап эскизной компоновки редуктора

На этом этапе вычерчиваются валы, подшипники, крышки подшипников, уплотнения, уточняются размеры и конфигурация корпуса и крышки редуктора, назначаются посадки сопрягаемых деталей.

Определение размеров зубчатого колеса

Диаметр ступицы d_cm :

d_cm ≈ (1,5…1,6)d₇ = 77,5 мм

где d₇ - диаметр вала (см. рис.4),

длина ступицы l_cm :

l_cm ≈ (1,0…1,2) d₇ = 55 мм

толщина обода δ₀ = (2,5…4,0)m, но не менее 8 мм:

δ₀ = (2,5…4,0)m = 18 мм

толщина диска С = 0,3b₂, где b₂ – ширина колеса:

С = 0,3b₂ = 19,5 мм

Диаметр окружности центров D_отв:

D_отв = 0,5(D₀ + d_cm) = 0,5(256+77,5) =166,75мм

Диаметр отверстий d_отв:

d_отв ≈ = (256-77,5)/4=44,625 мм

_Фаска:

n ≈ 0,5m = 3 мм

Внутренний диаметр обода D₀ :

D₀ = d_f2 - 2δ₀ = 271-2*18= 235 мм

где d_f2 - диаметр впадин зубьев колеса (см. п.20 расчёта)

Выбор смазки и уплотнительных устройств.

Применяем картерный способ смазки. Картерное смазывание осуществляется окунанием зубчатых колес в масло, заливаемое в корпус. Зубчатые колеса разбрызгивают масло, образуя масляный туман, который смазывает подшипники качения. Уровень масла выбирают таким способом, чтобы зубчатое колесо погружалось в масло на высоту (4-5)m, но не менее 10 мм. Объём масляной ванны определяют исходя из размеров поперечного сечения редуктора.

Выбираем для смазывания зацепления и подшипников масло

И-Г-А-32 (И-Г-С-32).

В качестве уплотнительных устройств применяем манжетные уплотнения тип 1 (табл. П.9 стр. 185)

Расчёт клиноременной передачи

Рассчитать клиноременную передачу по следующим данным^:

СМОТРИ ПРИМЕЧАНИЕ ВНИЗУ СТРАНИЦЫ!

Р₁ = Р_{эл. двиг. потр.} = 3,74 кВт

п₁ = n_{эл. двиг.} = 2850 мин^-1

U_{кл. рем} = 3,1

Т₁ = Т₀ = 12,47 Н·м

(из п.5, 6, 7 расчета)

1. По графику рис. 8 выбираем ремень нормального сечения в зависимости от мощности Р₁ = 3,74 кВт и частоты вращения малого шкива п₁ = 2850 мин^-1. Выбираем ремень сечения А

Рис. 8. Выбор сечения клинового ремня нормального сечения

2. Из ниже следующей таблицы для передачи вращающего момента Т₁ = 12,47 Н·м ремнем сечения А минимальное значение диаметра меньшего шкива составляет:

d₁ = 90 мм.