Ведомый шкив.

Диаметр шкива d₁ = 250 мм

Диаметр шкива конструктивный d_e1 = d₁ + 2t = 250 + 2∙3,3 = 256,6 мм

Диаметр ступицы внутренний d = d₁ = 30 мм

Диаметр ступицы наружный d_ст = 1,6d = 1,6∙30 = 48 мм

принимаем d_ст = 50 мм

Длина ступицы l_ст = l₁ = 45 мм.

10.7 Выбор муфты

Для передачи вращающего момента с ведомого вала редуктора на вал рабочей машины выбираем муфту упругую с торообразной оболочкой ГОСТ 20884-93 с допускаемым передаваемым моментом [T] = 800 Н·м.

Расчетный вращающий момент передаваемый муфтой

Т_р = kТ₁ = 1,5·412,9 = 619 Н·м < [T]

Условие выполняется

10.8 Смазывание.

Смазка зубчатого зацепления осуществляется путем окунания зубчатой шестерни в масляную ванну. Объем масляной ванны

V = (0,50,8)N = (0,5 0,8)3,58  2,5 л

Рекомендуемое значение вязкости масла при v = 1,12 м/с и контактном напряжении σ_в=413 МПа   =28·10^-6 м²/с

По этой величине выбираем масло индустриальное И-Г-А-68

Смазка подшипниковых узлов. Так как надежное смазывание подшипников за счет разбрызгивания масла возможно только при окружной скорости больше 3 м/с, то выбираем пластичную смазку по подшипниковых узлов – смазочным материалом УТ-1.

11 Проверочные расчеты

11.1 Проверочный расчет шпонок Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами по гост 23360-78.

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности

где h – высота шпонки;

t₁ – глубина паза;

l – длина шпонки

b – ширина шпонки.

Быстроходный вал.

Шпонка на выходном конце вала: 8×7×40.

Материал полумуфты – чугун, допускаемое напряжение смятия [σ]_см = 60 МПа.

σ_см = 2·85,4·10³/30(7-4,0)(40-8) = 59,3 МПа

Тихоходный вал.

Шпонка под колесом 18×11×63. Материал ступицы – сталь, допускаемое напряжение смятия [σ]_см = 120 МПа.

σ_см = 2·412,9·10³/60(11-7,0)(63-18) = 76,4 МПа

Шпонка на выходном конце вала: 14×9×70. Материал ступицы – сталь, допускаемое напряжение смятия [σ]_см = 120 МПа.

σ_см = 2·412,9·10³/45(9-5,5)(70-14) = 93,6 МПа

Во всех случаях условие σ_см < [σ]_см выполняется, следовательно устойчивая работа шпоночных соединений обеспечена.

11.2 Уточненный расчет валов

Быстроходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой A. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 45, улучшенная: _В = 780 МПа [2c34]

Пределы выносливости:

• при изгибе _-1  0,43_В = 0,43780 = 335 МПа;

• при кручении _-1  0,58_-1 = 0,58335 = 195 МПа.

Суммарный изгибающий момент

М_и = М_х = 110,9 Н·м

Осевой момент сопротивления

W = πd³/32 = π35³/32 = 4,21·10³ мм³

Полярный момент сопротивления

W_p = 2W = 2·4,21·10³ = 8,42·10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений

σ_v = M_и/W =110,9·10³/4,21·10³ =26,3 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

_v = _m = T₁/2W_p = 85,4·10³/2·8,42·10³ = 5,1 МПа

Коэффициенты:

k_σ/_σ = 3,5; k_/_ = 0,6 k_σ/_σ + 0,4 = 0,6·3,5 + 0,4 = 2,5

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ = σ_-1/(k_σσ_v/_σ) = 335/3,5·26,3 = 3,6

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s_ = _-1/(k__v/_ + _ _m) = 195/(2,50·5,1 + 0,1·5,1) = 14,7

Общий коэффициент запаса прочности

s = s_σs_/(s_σ² + s_²)^0,5 = 3,6·14,7/(3,6² + 14,7²)^0,5 = 3,4 > [s] = 2,5

Тихоходный вал

Рассмотрим сечение, проходящее под опорой D. Концентрация напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Суммарный изгибающий момент

М_и = 304,8 Н·м.

Осевой момент сопротивления

W = πd³/32 = π50³/32 = 12,3·10³ мм³

Полярный момент сопротивления

W_p = 2W = 2·12,3·10³ =24,6 мм

Амплитуда нормальных напряжений

σ_v = M_и/W = 304,8·10³/12,3·10³ = 24,8 МПа

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

_v = _m = T₂/2W_p =412,9·10³/2·24,6·10³ = 8,4 МПа

Коэффициенты:

k_σ/_σ = 4,0; k_/_ = 0,6 k_σ/_σ + 0,4 = 0,6·4,0 + 0,4 = 2,8

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ = σ_-1/(k_σσ_v/_σ) = 335/4,0·24,8 = 3,4

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s_ = _-1/(k__v/_ + _ _m) = 195/(2,80·8,4 + 0,1·8,4) = 8,0

Общий коэффициент запаса прочности

s = s_σs_/(s_σ² + s_²)^0,5 = 8,0·3,4/(3,4² + 8,0²)^0,5 = 3,1 > [s] = 2,5

12. Технический уровень редуктор

Условный объем редуктора

V = LBH = 450∙315∙200 = 28∙10⁶ мм³

L = 450 мм – длина редуктора;

В = 315 мм – ширина редуктора;

Н = 200 мм – высота редуктора.

Масса редуктора

m = φρV∙10^-9 = 0,42∙7300∙28∙10⁶∙10^-9 = 86 кг

где φ = 0,42 – коэффициент заполнения редуктора

ρ = 7300 кг/м³ – плотность чугуна.

Критерий технического уровня редуктора

γ = m/T₂ = 86/412,9 = 0,21

При γ > 0,2 технический уровень редуктора считается низким, а редуктор морально устаревшим.

Литература

1. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.–М.: Высш. шк., 1991.–432 с.

2. Курсовое проектировании деталей машин. /С.А. Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др. – М.: Машиностроение, 1988. – 416 с.

3. Чернилевский Д.В. Проектирование деталей машин и механизмов. – М.: Высш. шк. 1980.

4. Леликов О.П. Курсовое проектирование. – М.:Высш.шк.,1990.

5. Дунаев Н.В. Детали машин. Курсовое проектирование. – М.:Высш. шк., 2002.