5. Рама

При монтаже приводов, состоящих из электродвигателя и редуктора, должны быть выдержаны определенные требования точности относительного положения узлов. Для этого узлы устанавливаются на рамах и плитах. При единичном производстве экономически выгоднее применять рамы, сваренные из различных элементов сортового проката: швеллеров, уголков, полос и листов. При серийном выпуске выгоднее применять плиты.

Конфигурацию и размеры рамы определяют размеры редуктора и электродвигателя. Номер швеллера выбирают исходя из наибольшего отверстия на раме, а также размера его полки, которая должны быть больше по ширине лапы редуктора или лапы электродвигателя: при сборке раме использовались швеллер 16П ГОСТ 8240-89.

Для крепления рамы к полу цеха применяют фундаментальные болты число и диаметр которых определяют согласно рекомендациям, изложенным на стр.336 [6].

6. Расчет болтов крепления редуктора к раме

Для крепления редуктора к раме использовались болты

М 20-6g х 65.58 ГОСТ 7798-70. Изобразим эскиз болтового соединения и построим конусы давления (смотри рис.17):

Рис.22

Полагают, что деформация от головки болта и шайбы распространяются вглубь деталей по конусам с углом или

Высота полученного конуса . Диаметр отверстия .

Т.к. , то конусы можно заменить равновеликим по объему цилиндром с диаметром (смотри рис.18).

Рис.18

Площадь детали найдем по формуле:

,

Податливость детали найдем по следующей формуле:

, где

- толщина i-ой детали в соединении, и , а - модуль упругости

i-ой детали. Для чугунной лапы редуктора , для стального швеллера . Таким образом, получим:

Найдем податливость болта:

, - номинальный диаметр болта. При выполнении условия , т.е. болт, считается коротким, и податливость болта определяется по формуле:

, где

- модуль упругости материала болта,

- площадь болта,

- податливость резьбы в пределах гайки,

- податливость головки болта.

Найдем все составляющие. Площадь болта определим по формуле:

, где

- средний диаметр болта.

Податливость головки болта:

, где

- высота головки болта.

Податливость резьбы в пределах гайки:

, где

- шаг резьбы

- приведенный модуль упругости, который определяется по следующей зависимости

, где

- модуль упругости материала головки болта, поэтому

Итак, получим:

Определим коэффициент внешней нагрузки:

.

Найдем силу предварительной затяжки из условия нераскрытия стыка

Рис.18

Найдем силу предварительной затяжки из условия отсутствия сдвига

(смотри рис.18) по формуле:

, где

- коэффициент безопасности,

- число болтов, крепящих редуктор к раме,

- коэффициент трения между сталью и чугуном,

- сдвигающая сила,

- сдвигающий момент

- расстояние от центра тяжести до группы болтов до центра i-го болта,

- наибольшее расстояние от центра тяжести до группы болтов до центра болта,

, .

.

(смотри рис.27) по формуле:

, где

- коэффициент безопасности,

- число болтов, крепящих редуктор к раме,

- отрывающая сила,

и - отрывающие моменты, девствующие относительно осей х и у,

и - радиусы инерции стыка относительно осей х и у.

Отрывающую силу найдем по формуле:

, где и - силы от муфт, приложенные к входному и выходному валу редуктора соответственно. Таким образом, получим:

.

Отрывающий момент :

,

где и - крутящие моменты на входном и выходном валу редуктора соответственно.

Опрокидывающий момент :

,

где и - расстояния от оси х до точки приложения сил и .

Квадраты радиусов инерции стыка относительно осей х и у:

, , где и - осевые моменты инерции относительно осей у и х,

- площадь стыка.

,

,

,

,

,

,

,

Рис.19

Определим теперь внешнюю нагрузку по формуле:

,

и - расстояния от центра тяжести группы болтов до центра i-го болта, измеренные вдоль соответствующих осей,

и - наибольшие расстояния от центра тяжести группы болтов до центра наиболее удаленного болта, измеренные вдоль соответствующих осей (смотри рис.19),

,

Определим расчетную нагрузку по формуле:

, где

- наибольшее из значений силы предварительной затяжки, определенных из условия нераскрытия стыка и отсутствия сдвига. Принимаем (по условию отсутствия сдвига).

- коэффициент, учитывающий напряжения кручения в резьбе, возникающие при затяжке болта. Для метрической резьбы .

.

Определим наименьший внутренний диаметр резьбы болта по формуле:

, где

- допускаемые напряжения растяжения для материала болта,

- предел текучести для материала болта Сталь 45,

- коэффициент запаса прочности. Принимаем , т.к. затяжка болта не контролируется.

,

.Таким образом, выбранный болт может быть использован.