1190 / Расчет

5. Расчет и проектирование клиноременной передачи открытого типа

Выбор ремня

По номограмме [1c83] выбираем ремень сечения А Диаметры шкивов

Минимальный диаметр малого шкива d1min =90 мм [1c84]

Принимаем диаметр малого шкива на 1…2 размера больше d1 =100 мм

Диаметр большого шкива

d2 = d1u(1-ε) =100∙2,78(1-0,01) = 234 мм где ε = 0,01 – коэффициент проскальзывания принимаем d2 = 224 мм

Межосевое расстояние

a > 0,55(d1+d2) + h = 0,55(224+100) + 8,0 = 186 мм h = 8,0 мм – высота ремня сечением А

принимаем а = 300 мм Длина ремня

L = 2a + w +y/4a

w = 0,5π(d1+d2) = 0,5π(100+224) = 509 y = (d2 - d1)2 = (224 – 100)2 =15376

L = 2∙300 + 509 +15376/4∙300 = 1122 мм принимаем L = 1120 мм

Уточняем межосевое расстояние

a= 0,25{(L – w) + [(L – w)2 – 2y]0,5} =

=0,25{(1122 – 509) +[(1120 – 509)2 - 2∙15376]0,5} = 300 мм Угол обхвата малого шкива

α1 = 180 – 57(d2 – d1)/a = 180 – 57(224-100)/300 = 156º

Лист

Расчетно-пояснительная записка

Скорость ремня

v = πd1n1/60000 = π100∙1415/60000 = 7,4 м/с

Окружная сила

Ft = Р/v = 1,24∙103/7,4 =168 H

Допускаемая мощность передаваемая одним ремнем Коэффициенты

Cp = 1,0 – спокойная нагрузка

Cα = 0,94 – при α1 = 156º

Cl = 1,0 – коэффициент влияния длины ремня Сz = 0,95 – при ожидаемом числе ремней 2÷3

[Р] = Р0CpCαСlCz

P0 = 1,26 кВт – номинальная мощность передаваемая одним ремнем

[Р] = 1,26∙1,0∙0,94·0,95 = 1,13 кВт

Число ремней

Z = Р/[Р] = 1,24/1,13 = 1,1

принимаем Z = 1

Натяжение ветви ремня

F0 = 850Р /ZVCpCα =

= 850∙1,24/1∙7,4∙0,94∙1,0 =152 H

Сила действующая на вал

Fв = 2FZsin(α1/2) = 2∙152∙1sin(156/2) = 296 H

Прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви ремня

σmax = σ1 + σи+ σv < [σ]p = 10 Н/мм2

σ1 – напряжение растяжения

σ1 = F0/A + Ft/2zA =152/81 +168/2∙1∙81 = 2,91 Н/мм2

А = 81 мм2– площадь сечения ремня

σи – напряжение изгиба

Лист

Расчетно-пояснительная записка

σи = Eиh/d1 = 80∙8,0/100 = 6,4 Н/мм2

Eи = 80 Н/мм2 – модуль упругости

σv = ρv210-6 = 1300∙7,42∙10-6 = 0,07 Н/мм2

ρ = 1300 кг/м3 – плотность ремня

σmax = 2,91+6,4+0,07 = 9,38 Н/мм2

условие σmax < [σ]p выполняется

Лист

Расчетно-пояснительная записка

6Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении червячной передачи Окружная на колесе и осевая на червяке:

Ft2 = Fa1 = 5312 H.

Радиальная на червяке и колесе:

Fr1 = Fr2 =1934 H.

Окружная на червяке и осевая на колесе:

Ft1 = Fa2 = 764 H.

Консольная сила от ременной передачи действующая на быстроходный вал

Fоп = 296 Н

Горизонтальная и вертикальная составляющие консольной силы от ре-

менной передачи, действующие на вал

Fвг = Fвcosθ = 296cos60° =148 H

Fвв = Fвcosθ = 296sin60° = 256 H

Консольная сила от муфты действующая на тихоходный вал

Fм = 250·Т31/2 = 250·4371/2 = 5762 Н

Лист

Расчетно-пояснительная записка

7 Разработка чертежа общего вида редуктора. Эскизная компоновка редуктора.

Материал быстроходного вала – сталь 45,

термообработка – улучшение: σв = 780 МПа;

Допускаемое напряжение на кручение [τ]к = 10÷20 МПа Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d1 = (16∙15,6·103/π10)1/3 = 21 мм принимаем диаметр выходного конца d1 = 32 мм;

длина выходного конца:

l1 = (1,0 1,5)d1 = (1,0 1,5)32 = 32 48 мм,

принимаем l1 = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d2 = d1+2t = 32+2 2,5 = 37,0 мм,

где t = 2,5 мм – высота буртика;

принимаем d2 = 40 мм:

длина вала под уплотнением:

l2 1,5d2 =1,5 40 = 60 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d4 = d2 = 40 мм.

Вал выполнен заодно с червяком

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d1 = (16∙437·103/π20)1/3 = 51 мм принимаем диаметр выходного конца d1 = 55 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d2 = d1+2t = 55+2 2,8 = 61,0 мм,

Лист

Расчетно-пояснительная записка

где t = 2,8 мм – высота буртика; принимаем d2 = 60 мм .

Длина вала под уплотнением:

l2 1,25d2 =1,25 60 = 75 мм. Диаметр вала под подшипник:

d4 = d2 = 60 мм. Диаметр вала под колесом:

d3 = d2 + 3,2r = 60+3,2 2,8 = 69,6 мм, принимаем d3 = 70 мм.

Выбор подшипников.

Предварительно назначаем для быстроходного вала радиально-

упорные роликоподшипники средней серии №27308, а для тихоходного вала роликоподшипники легкой серии №7212

При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок.

Для конических роликоподшипников поправка а равна а = В/2 + (d+D)e/6.

а1 = 23/2+(40+90)∙0,786/6 = 28 мм. а2 = 23/2+(60+110)∙0,37/6 = 22 мм.

Лист

Расчетно-пояснительная записка

8Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1 Расчетная схема быстроходного вала.

Горизонтальная плоскость:

mA = Ft1100 – Bx 200 + 90Fвг = 0;

Вх = (764 100+149 90)/200 = 449 Н;

Ах = Ft1 – Fвг – Вх = 764 – 149 – 449 =166 Н;

Лист

Расчетно-пояснительная записка

Мх1 = 449 100 = 44,9 Н м; Мх2 = 149 90 = 13,4 Н м.

Вертикальная плоскость:

mA = Fr1100 – By200 – Fa1d1/2 + 90Fвв = 0

Вy = (1934 100+258·90 – 5312 50/2)/200 = 419 Н Аy = Fr1 – Fвв – Вy = 1934 – 258 – 419 =1257 Н; Мy1 = 419 100 = 41,9 Н м

Мy2 = 258 90 = 23,2 Н м

Мy3 = 258 190 +1257·100 = 174,7 Н м

Проверка:

ΣХ = Ft – Ах – Fвг – Bx = 764 –166 –149 – 449 = 0 ΣY = Fr – AY – Fвв – BY = 1934 – 1257 – 258 – 419 = 0.

Суммарные реакции опор:

А = (Аx2 +Ay2)0,5 = (1662+12572)0,5 =1268 H,

B = (4492+ 4192)0,5 = 614 H.

Лист

Расчетно-пояснительная записка

Cхема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

mA = Fм140 – 104Dx +52Р2 = 0;

Dх = (5762 140 + 5312 52)/104 =10413 Н;

Cх = Fм +Dx – Ft2 = 5762+10413– 5312 =10863 Н;

Лист

Расчетно-пояснительная записка