III. Предварительный расчет валов редуктора

Расчет выполняем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Крутящие моменты в поперечных сечениях валов:

ведущего Т_к1 = Т₁.= 126· 10³ Н·мм;

ведомого Т_к2 = Т_к1и = 126·10³·3,16 = 400·10³ Н·мм.

Ведущий вал (рис. 12.15 и 12.16).

Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении [τ_к] =25 МПа

мм.

Чтобы ведущий вал редуктора можно было соединить с помощью МУВП с валом электродвигателя d_дв = 42 мм, при­нимаем d_B1 =32 мм.

Диаметр под подшипниками примем d_nl — 40 мм; диаметр под шестерней d_K1 = 30 мм.

Ведомый вал (рис. 12.17).

Диаметр выходного конца вала d_в2 определяем при мень­шем [т_к] = 20 МПа, чем учитываем влияние изгиба от натя­жения цепи:

мм.

Примем d_в2 = 48 мм; диаметр под подшипниками d_п2 = 55 мм, под зубчатым колесом d_к2 = 60 мм.

IV. Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерня (см. рис. 10.4 и рис. 12.16).

Сравнительно небольшие размеры шестерни по отношению к диаметру вала позволяют не выделять ступицу.

Длина посадочного участка (назовем его по аналогии l_ст) l_ст ≈ b = 48 мм; примем l_ст = 50 мм.

Колесо.

Коническое зубчатое колесо кованое (см. рис. 10.4, а и табл. 10.1).

Его размеры: d_ae2 =318,41 мм; b₂ = 48 мм.

Диаметр ступицы d_cт ≈ l,6d_к2 = 1,6· 60 ≈ 95 мм; длина ступи­цы l_ст =(1,2 ÷ l,5) d_K2 = (1,2÷1,5) 60 = 72÷90 мм; принимаем l_ст = 80 мм.

Толщина обода δ₀ = (З ÷ 4)т = (З ÷ 4)4 = 12 ÷ 16 мм; прини­маем δ_o = 15 мм.

Толщина диска С = (0,1 ÷ 0,17) R, = (0,1 ÷ 0,17) 166 = 16,6 ÷ 28 мм; принимаем С = 20 мм.

V. Конструктивные размеры корпуса редуктора (см. Рис. 10.18 и табл. 10.2 и 10.Э)

Толщина стенок корпуса и крышки

δ = 0,05R_e + 1 = 0,05÷ 166 + 1 = 9,3 мм; принимаем δ = 10 мм.

δ₁ = 0,04R_е + 1 = 0,04 ÷ 166 + 1 = 7,6 мм; принимаем δ = 8 мм.

Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки: верхнего пояса корпуса и пояса крышки:

b = 1,5 δ = 1,5 · 10= 15 мм;

b_l =1,5 δ₁ = 1,5·8= 12 мм;

нижнего пояса корпуса

р = 2,35 δ = 2,35·10 = 23,5 мм; принимаем р = 24 мм.

Диаметры болтов:

фундаментных d₁ = 0,055R_е + 12 = 0,055 · 166 + 12 = 21 мм; принимаем фундаментные болты с резьбой М20;

болтов, крепящих крышку к корпусу у подшипника, d₂ = (0,7÷0,75)d₁ =(0,7÷0,75)20 = 14÷15 мм; принимаем болты с резьбой М16;

болтов, соединяющих крышку с корпусом, d₃ = (0,5 ÷ 0,6) d₁ = (0,5÷0,6)20 = 10÷12 мм; принимаем болты с резьбой М12.

VI. Расчет параметров ценной передачи

Полный расчет цепной передачи проведен в § 12.1. Здесь же определим лишь те параметры, которые нужны для даль­нейшего расчета привода.

Методику расчета, формулы и значения коэффициентов см. гл. VII; выбираем приводную роликовую однорядную цепь.

Вращающий момент на ведущей звездочке

T₃ = Т₂ = 400·10³ Н-мм.

Передаточное число цепной передачи и_ц = 4,97.

Число зубьев ведущей звездочки z₃ = 31 —2и_ц = 31—2·4,97 ≈21.

Число зубьев ведомой звездочки z₄ = z₃ u_ц = 21·4,97 = 104,37. Принимаем z₄ = 104.

Тогда

Отклонение что допустимо.

Расчетный коэффициент нагрузки [см. формулу (7.38)] примем таким же, как в примере § 12.1, К_Э = 1,25 (см. с. 299).

Шаг однорядной цепи

При n₂ = 306 об/мин по табл. 7.18 принимаем среднее значение допускаемого давления в шарнирах цепи [p] = 20 МПа. Тогда

Принимаем по табл. 7.15 цепь с шагом t = 31,75 мм; Q = 88,50 кН; q = = 3,8 кг/м; А_оп = 262 мм² (ГОСТ 13568-75).

Скорость цепи

Окружная сила

Проверяем давление в шарнире: по формуле (7.39) р = 18,1 МПа; уточняем по табл. 7.18 допускаемое давление [р] = 19[1 + 0,01(21 - 17)] ≈ 20 МПа; условие р ≤ [р] выдержано.

Межосевое расстояние

а_ц = 50t = 50·31,75 = 1588 мм = 1,588 м.

Силы, действующие на цепь:

окружная F_tц = 3800 Н;

от центробежных сил F_v = qv² = 3,8·3,41² ≈ 44 Н;

от провисания цепи [см. с. 154) при k_f = 1,5; q = 3,8 кг/м;

Расчетная нагрузка на валы

F_B = F_tц + 2F_f = 3800 + 2·89 = 3978 Н.

Диаметры ведущей звездочки:

делительной окружности

наружной окружности

где d₁ = 19,05 — диаметр ролика (см. табл. 7.15).

Проверяем коэффициент запаса цепи на растяжение по формуле (7.40):

это больше, чем требуемый коэффициент запаса [s] = 9,4 (см. табл. 7.19); следовательно, условие s ≥ [s] выполнено.

Размеры ведущей звездочки:

Ступица звездочки d_ст2 = 1,6·48 = 78 мм; l_ст = (1,2÷1,5)48 = 58÷72 мм; принимаем l_ст3 = 70 мм.

Толщина диска звездочки 0,93В_ВН = 0,93·19,05 = 18 мм, где В_вн = 19,05 мм — расстояние между пластинами внутреннего звена (см. табл. 7.15).