4 Предварительный расчет валов редуктора

Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Ведущий вал:

Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении [τ_к] = 20 МПа по формуле [1]:

d_в1= , (4.1)

d_в1= = 29,1 мм

Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора d_двивала d_В1. Некоторые муфты, например УВП, могут соединять валы разных диаметров в пределах одного номинального момента. У подобранного электродвигателя диаметра вала равен 38 мм. Выбираем МУВП по ГОСТ 21424 – 75 с расточками полумуфт под d_дв= 38 мм и d_В1 = 32мм; d_у1=35мм. Примем под подшипниками d_п1 = 40 мм. Шестерню выполним за одно целое с валом.

Рисунок 4.1. – Конструкция ведущего вала

Ведомый вал:

Учитывая влияние изгиба вала от натяжения цепи, принимаем [τ_к] = 25 МПа.

Диаметр выходного конца вала:

d_в2= , (4.2)

d_в2 = = 39.1 м.

Принимаем ближайшее значение из стандартного ряда: d_в2 = 40 мм. Диаметр вала под подшипником d_п2 = 50 мм, под зубчатым колесом d_К2 = 55 мм; d_б=60мм; d_у2=45мм.

Рисунок 4.2. – Конструкция ведомого вала

5 Определение конструктивных размеров шестерни и колеса, элементов корпуса и крышки редуктора

Шестерню выполняем за одно целое с валом; ее размеры определены вы ше: d₁ = 75.59мм, d_e1 = 88.5 мм;b₁ = 42мм.

Колесо кованное: d₂ = 239.4мм; d_e2 = 280мм,b₂ = 42мм.

Диаметры ступицы:

d_ст = 1,6 ∙ d_к2, (5.1)

d_ст = 1,6 ∙ 55 = 88 мм,

Принимаем d_ст=88 мм

длина ступицы l_ст= (1,2 … 1,5) ∙ 55 = 66 … 82.5 мм, (5.2)

принимаем l_ст = 78 мм.

Толщина обода колеса:

δ₀ = (3 … 4) ∙ m_n (5.3)

δ₀ = (3 … 4) ∙ 3.54 = 10.6… 14.2мм, принимаем δ₀ = 14 мм

Толщина диска:

С = (0,1..0,17) ∙ R_e, (5.4)

С = (0.1..0.17)∙146 = 14.6..25мм

Принимаем С =25 мм

Толщина стенок корпуса и крышки:

δ = 0,05∙ R_e + 1 = 0,05·146+1=8.3 принимаем δ = 10 мм

δ₁ = 0,04 ∙ R_e+1 = 0,04 ∙ 146 +1 =6.8 мм, принимаем δ₁ = 8 мм.

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

верхнего пояса корпуса и крышки

b=1.5∙δ=1.5∙10=15мм

нижнего пояса корпуса

р=2,35∙δ=2,35∙10=23.5 мм

Принимаем 25 мм.

Определим диаметры болтов:

- фундаментных:

d₁=0.055∙R_e+12

d₁=0.055∙146+12=20мм

Принимаем болты с резьбой М20.

- крепящих крышку к корпусу у подшипников:

d₂=(0.7..0.75)d₁=(0.7..0.75)20=14..15мм

Принимаем болты с резьбой М14.

- остальных болтов, крепящих крышку к корпусу

d₃=(0.5..0.6)d₁=(0.5..0.6)20=10..12мм

Принимаем болты с резьбой М12.

6 Расчет ременной передачи

Исходные данные для расчета:

- передаваемая мощность Р_тр=4,805 кВт;

- частота вращения ведущего (меньшего) шкива n_дв=967 об/мин;

- передаточное отношение U_рем=2,04;

- скольжение ремня ε=0,015

По номограмме (рис 7.35 [1]) принимаем сечение клинового ремня Б.

Диаметр меньшего шкива равен:

d₁=(3..4) =(3..4)

Принимаем d₁=140 мм (ГОСТ 17383-73).

Диаметр большего шкива равен:

d₂ =U_рем∙d₁(1-ε)=2,04∙140(1-0.015)=281,3мм

Принимаем d₂=280 мм (ГОСТ17383-73)

Уточняем передаточное отношение

Отклонение составляет 0,5%, что допустимо.

Межосевое расстояние принимаем в интервале а_min≤a_p≤a_max,

а_min=0.55∙(d₁+d₂)+T₀=0.55(140+280)+10,5=241,5мм

Где Т₀ – высота сечения ремня (табл. 7.7 [1])

a_max= d₁+d₂=140+280=420мм

Принимаем а_р=400 мм.

Расчетная длина ремня равна

L=2∙a_p+0.5∙π(d₁+d₂)+

L=2∙400+0.5∙3.14∙(140+280)+ =1471мм

Ближайшая длина ремня по стандарту (ГОСТ 1284.1-80) L=1400 мм.

Уточняем межосевое расстояние а_р=386 мм

При монтаже передачи обеспечим возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,01∙L=0.01∙1400=14мм для облегчения надевания ремней и возможность увеличения его на 0,025∙L=0.025∙1400=35ммдля увеличения натяжения ремней.

Угол обхвата меньшего шкива равен:

α₁=180°-

α₁=180°-

Число ремней в передаче определяем по формуле:

p₀- мощность, передаваемая одним клиновым ремнем

Принимаем p₀=2,22 кВт (табл. 7.8[1]).

С_р – коэффициент режима работы (С_р=1 – режим работы легкий);

С_L – коэффициент учитывающий влияние длины ремня, принимаем С_L=1. (табл. 7.2 [1]);

C_α – коэффициент учитывающий число ремней в передаче, принимаем С_α=0,93 при z=2..3.

Принимаем z=3

Натяжение ветви клинового ремня определим по формуле:

υ– скорость ремня

Q – коэффициент, учитывающий влияние центробежных сил. Принимаем Q= 0,18м∙с²/м².

Давление на валы:

F_B=2∙F₀∙z∙sin (α₁/2)

Гдеsin (α₁/2)=sin (159/2)=0.983

F_B=2∙211∙3∙0.983=1244H

Ширина шкивов

В_шк=(z-1)l+2∙f

Где l =19мм; f= 12,5 мм (табл. 7.12 [1]).

В_шк=(3-1)19+2∙12,5=63мм.