3 Предварительный расчет валов редуктора. Подбор муфты
Ведущий вал:
Диаметр выходного конца вала при допускаемом напряжении [τк]=20 МПа вычисляется по формуле:
,
(37)
где M1 – вращающий момент на ведущем валу редуктора, M1=51,97 Н·м, (ПЗ, табл. 1);
[τк] – допускаемое напряжение на кручение, [τк]=20 МПа, [1, с. 160].
Выбираем муфту фланцевую по ГОСТу 20761-80.
Определяем расчетный момент
(38)
где Mном – вращающий момент на ведущем валу редуктора, Mном = M1 = 51,97 Н·м, (ПЗ, табл. 1);
K – коэффициент, учитывающий условия эксплуатации, для ленточного конвейера, K=1,2, [1, с. 272].
Принимаем муфту с допускаемым моментом [М]=63 Н·м, [1, с.269].
Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры вала двигателя dдв и вала редуктора dв1. У подобранного электродвигателя 132S2, (ПЗ, п.1) диаметр вала dдв=32 мм, [1,с.391, табл. п2]. Выбираем муфту фланцевую по ГОСТу 20761-80, с допускаемым моментом [М]=63 Н·м, [1, с.269]. Одна полумуфта на вал двигателя dм=28 мм, [1, с.269], с расточкой полумуфты под вал двигателя dдв=32 мм, вторая полумуфта под вал редуктора dв1=25 мм длина полумуфты на валу редуктора ℓм =60мм, [1,с.269].
Конструктивно принимаем диаметр вала под подшипники dп1=30 мм, [1, с.394], диаметр буртика dб1=36 мм, [1, с.162]. Шестерню выполняем за одно целое с валом.
Рисунок 2 - Конструкция ведущего вала
Ведомый вал:
Учитывая влияние изгиба вала от натяжения цепи, принимаем [τк2]=15 МПа.
Диаметр выходного конца вала
,
(39)
где М2 – вращающий момент на ведомом валу, М2=155,63 Н·м, (ПЗ, табл.1).
Принимаем dв2=38 мм, [1, с.162]. Конструктивно принимаем диаметр вала под подшипниками dп2=45мм, [1, с.394]. Принимаем диаметр вала под зубчатым колесом dk2=50мм, диаметр буртика dб2=55 мм, [1, с.162].
Рисунок 3 - Конструкция ведомого вала
Методические указания
Допускаемое напряжение на кручение принимать с учетом действия напряжений изгиба и условий работы вала в интервале [τк]=15 25 МПа.
Диаметры ступеней принимать из стандартного ряда, [1, с. 161 162], разница диаметров ступеней 4 6 мм.
Диаметры цапф вала под подшипники качения выбирать из стандартного ряда, [1, с.393, 394, 397].
4 Конструктивные размеры шестерни и колеса
Шестерню выполняем за одно целое с валом. Ее размеры: d1=60,98 мм, da1=64,98 мм, df1=55,98 мм, b1=55 мм, (ПЗ, табл.2).
Так как у нас колесо цилиндрическое, стальное, диаметр менее 500 мм, то выбираем кованное колесо. Его размеры: d2=189,02 мм, da2=193,02 мм, df2=184,02 мм, b2=50 мм,
(ПЗ, табл.2).
Определяем диаметр ступицы колеса:
,
(40)
где dк2 – диаметр вала под зубчатое колесо, dк2=50 мм, (ПЗ, п.3).
dсm.к.=1,6 · 50=80 мм.
Принимаем dсm.к. =80 мм, [1, с.162].
Определяем длину ступицы колеса
(41)
Принимаем ℓcт.к. =60 мм.
Определяем толщину обода:
,
(42)
где mn – нормальный модуль зацепления, mn=2 мм, (ПЗ, п.2.4).
мм.
Принимаем толщину обода δ0=8 мм, так как он не может быть меньше 8мм, [1, с. 233].
Определяем толщину диска:
,
(43)
где b2 – ширина колеса, b2=50 мм, (ПЗ, табл.2).
Принимаем с=15 мм.
Определяем внутренний диаметр обода:
(44)
где df2 - диаметр впадин колеса, df2=184,02 мм, (ПЗ, табл.2).
D0 = 184,02 – 2 · 8 = 168 мм,
Принимаем D0 = 170мм, [1, с.162].
Определяем диаметр центровой окружности
Dотв=0,5· (D0+dсm.к.) , (45)
Dотв=0,5 · (170+80)=125 мм.
Определяем диаметр отверстия
dотв=0,25·(D0-dсm. к.), (46)
dотв=0,25·(170-80)=22,5мм.
Принимаем dотв=22мм, [1, с.162].
Определяем размеры фаски
n=0,5·mn, (47)
n= 05·2=1,0мм.
Полученные данные приводим в таблице.
Таблица 3
Наименование параметров и единица измерения |
Обозначение параметров и числовое значение |
Диаметр ступицы колеса, мм Длина ступицы колеса, мм Толщина обода колеса, мм Толщина диска колеса, мм Диаметр отверстий, мм Внутренний диаметр обода, мм Диаметр центровой окружности, мм Фаска, мм |
dст.к.=80 ℓcт.к. =60 δ0=8 с=15 dотв=22 D0=170 Dотв =125 n= 1,0 |
Методические указания
Конструктивные размеры колеса округлять до целых чисел и согласовать со стандартным рядом. Зубчатые колеса с диаметром вершин dа2≤125мм принимать без отверстий dотв.
В шевронной
передаче необходимо уточнить ширину
шестерни и колеса, учитывая дорожки для
выхода червячной фрезы.
;
,
(a,
мм., [2, с.160]).