Угловая скорость приводного барабана:
/>
Где V — скорость лентытранспортёра; D-диаметр приводного барабана.
/>
Передаточное число всей передачи
/> Где />-число оборотов двигателя ивыходного барабана,/>
/>
Передаточное число редукторапринимается />
Редуктор червячный, число заходовчервяка />
Коэффициент полезногодействия />
Передаточное число ременнойпередачи />
Выходная мощность /> где V-окружнаяскорость,/>
/>
Исходя из этих данных, выбирается тип двигателя:
112МВ8/700 диаметр вала 32 мм
мощность 3 кВт
число оборотов 700 />
высота оси вала 112 мм
Проектный расчет валов
Крутящие моменты на валах:
ведущем /> Н*м
ведомом /> Н*м
/> /> />=/> />
диаметр ведущего вала (червяка):/> - округляется до 32мм (в соответствии с валом двигателя и муфтой)
диаметр ведомого вала (червячного колеса):
/> округляется до 52мм
Диаметры валов:
Ведущий вал подполумуфту 32мм
посадочное подправый подшипник 35мм
посадочное подлевый подшипник 30мм
Ведомый вал под шкивпередачи 52мм
посадочные подподшипники 55мм
посадочное подчервячное колесо 60мм
Подбор муфт/7, с.135/
Тип-муфта упругая втулочно-пальцевая МУВП-32
/> /> />=/> Н*м
Максимальный момент 235,4Н*м
Максимальная угловая скорость 66,67/>
Внутренние диаметры:
под вал двигателя />
под вал редуктора />
Расчёт сил, действующих на валы
1) Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:
/>
Угол трения при скорости скольжения /1, с. 235, табл. 11.2/[I]
/>
/>/> [1, стр233]
2) Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе; с учётомугла трения:
/>
3) Радиальные силы, раздвигающие червяк и колесо:
/>
4) Консольные силы:
/>
/>
Где F1 — давление на вали опору редуктора зубчатоременной передачей; />-начальное натяжениезубчатого ремня (См. распечатку «расчёт зубчатоременной передачи»)
Составление расчётной схемы валов
Ведущий вал
Схема-рис 1, а; эпюра крутящего момента — рис 1, б
Вертикальная плоскость схема-рис 1, в
/> /> /> />
Горизонтальная плоскость схема-рис 1, в
/> />
/> />
Суммарные реакции опор
/>
/>
Эпюры моментов изображены:
в вертикальной плоскости рис 1г
в горизонтальной плоскости рис 1е
Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
/>
Эпюра суммарного изгибающего момента изображена на рис 1ж
Ведомый вал
Схема-рис 2а; эпюра крутящего момента — рис 2, б
Вертикальная плоскость-рис 2в
/> />
/> />
Горизонтальная плоскость рис 2в
/> />
/> />
Суммарные реакции опор
/>
/>
Эпюры моментов изображены:
в вертикальной плоскости рис 2г
в горизонтальной плоскости рис 2е
Суммарный изгибающий момент в опасном сечении
/>
Эпюра суммарного изгибающего момента изображена на рис 2ж
Проверочный расчёт валов на статическуюпрочность в опасных сечениях
Материал валов сталь 45 НВ 217
пределтекучести />
пределпрочности />
предел выносливости
по нормальнымнапряжениям />
по касательнымнапряжениям />
модуль />
закалка 840оС, вода
ведущий вал
По />4-йтеории прочности
/> /> /4, с. 88/
/> Где />-пределы прочности на изгиби растяжение, МПа
/> />
/> />
Где S,Wx- площадь поперечного сечения и момент сопротивлениявала в опасном сечении.
/>
/>
/>
ведомый вал
По 4-й теории прочности
На валу имеется шпонка сечением 16х10мм
/> Где />-ширина и глубина паза подшпонку на валу.
/> />
Где S-площадь сечения вала с учётомшпоночного паза.
/> />
/>
/> />
Валы условиям статической прочности удовлетворяют.
Так как максимальный изгибающий момент червячного валасовпал с местом посадки червяка на вал, то расчёт на изгибную выносливость былпроведён на ЭВМ (см. распечатку «расчёт передачи одноступенчатого редуктора»)
.
Расчёт червячного вала нажёсткость /5, с. 162/
Приведённый момент инерции
/>
где />-максимальныйдиаметр червяка
/>-минимальныйдиаметр червяка
стрела прогиба
/>
Условие жёсткости ведущего вала выполняется.
Расчёт ведомого вала нациклическую прочность
Коэффициент запаса прочности /1, с.324/:
/>
/> — коэффициентзапаса по нормальным напряжениям:
/> Где
/>-коэффициент,характеризующий чувствительность материала асимметрии цикла нагружения/1, с.325/.
Суммарный коэффициент, учитывающий влияние всех факторов насопротивление усталости при кручении:
/> Где
/>=1- коэффициентвлияния шероховатости поверхности /1, с.327 табл.16.7/
/>=1- коэффициентупрочнения поверхности, т.к. упрочнения нет, то он равен 1.
/> — коэффициентвлияния абсолютных размеров сечения /1, с. 327, табл 16.6/:
/> />
/>=1,9- коэффициентконцентрации напряжений /1, с. 326, табл 16.5/
/>
/> /5, с. 159/-амплитуда цикла нормальных напряжений.
/>
/> — среднеенапряжение цикла нормальных напряжений.
/>
Коэффициент запаса по нормальным напряжениям:
/>
/> — коэффициентзапаса по касательным напряжениям:
/> Где
/>-коэффициент,характеризующий чувствительность материала асимметрии цикла нагружения /1, с.325/.
Суммарный коэффициент, учитывающий влияние всех факторов насопротивление усталости при кручении:
/> Где
/>=1,7- эффективныйкоэффициент концентрации напряжений на шпоночном участке вала /1, с.326 табл.16.5/
/>
/> — амплитуда циклакасательных напряжений /5, с. 159/.
/>
Коэффициент запаса по касательным напряжениям:
/>
Коэффициент запаса прочности:
/>
Вал имеет необходимый запас по сопротивлению усталости.
Подборподшипников
ведущий вал
Минимальные осевые нагрузки:
/>
Из условия равновесия сил:
/>-силы определеныправильно
левая опора
Подбор по динамическойгрузоподъемности
С=23500Н КБ=1,3 е=0,24 Кт=1,05 (t=119
V=1 />
/> отсюда X=1;Y=0
/>
долговечность, млн. об
/> />
/>
долговечность, часов
/> час
правая опора
подшипник N27307
Подбор по динамическойгрузоподъемности
С=39400Н КБ=1,3 е=0,79 Кт=1,05
Fa2=S2=7443.6H V=1
/> />
/>
долговечность, млн. об
/>
долговечность, часов
/> час
ведомый вал
Минимальные осевые нагрузки:
/>
Из условия равновесия сил:
/>-силы определеныправильно/>
левая опора
подшипник N2007111
Подбор по динамическойгрузоподъемности
С=49100Н КБ=1,3 е=0,33 Кт=1,05 /> V=1
/> отсюда X=0.4;Y=1.8 [3, стр 98]
/>
долговечность, млн. об
/>
долговечность, часов
/> час
правая опора
подшипник N2007111
Подбор по динамическойгрузоподъемности
С=49100Н КБ=1,3 е=0,33 Кт=1,05 />
V=1 />
/> X=1;Y=0
/>
долговечность, млн. об
/>
долговечность, часов
/> час
Большие сроки службы подшипников ведомого вала объясняетсятем, что у него низкая частота вращения (35 мин-1).
Расчет шпоночныхсоединений
Все шпоночные соединения выполняются с натягом
(посадка с натягом: />)
Под полумуфту ведущего вала Т=33,64Н*м dвала=32мм
/> по ГОСТподбирается шпонка />мм
минимальная длина шпонки
/>
длина шпонки примерно равна длине полумуфты
/>
рабочая длина />
проверка прочности шпонки на смятие
/>
ведомого вала
а) под червячное колесо Т=551,22 Н*м dвала=60мм
/> по ГОСТподбирается шпонка />мм
минимальная длина шпонки
/>
длина шпонки примерно равна длине ступицы червячного колеса
/>
рабочая длина />
проверка прочности шпонки на смятие
/>
б) под шкив зубчатого ремня Т=551,2Н*м dвала=50мм
/> по ГОСТподбирается шпонка />мм
минимальная длина шпонки
/>
длина шпонки примерно равна длине шкива
/>
рабочая длина />
проверка прочности шпонки на смятие
/>
Выбор и обоснование посадоксопряжённых деталей.
Графическое построениеполей допусков.
Подшипник No2007111 навал. Система отверстие.
/> -режим работытяжёлый, из /1, табл. 17.5/ выбирается посадка m6
/> m6 />
/>
/>55мм H8 />
Dнб=D+ES=55+0=55мм
Dнм=D+EJ=55-0.046=54.954мм
dнб=d+es=55+0.03=55.03мм
dнм=d+ei=55+0.011=55.011мм
TD=ES-EJ=0-(-0.046)=0.046мм
Td=es-ei=0.03-0.011=0.019мм
Nнб=dнб-Dнм=55,03-54,954=0,076мм
Nнм=dнм-Dнб=55.011-55=0.011мм
Nнб>0; Nнм>0-посадка в натяг
Подшипник No2007111 встакан. Система вал.
Посадка К7 /1, табл. 17.6/;/3, табл 5 на с. 213/
/>
/> h8 es=+0.046 ES=+0.009
/>/>/>/> ei=0 К7
/>55мм
EJ=-0.021
Dнб=D+ES=55+0.009=55.009мм
Dнм=D+EJ=55-0.021=54.979мм
dнб=d+es=55+0.046=55.046мм
dнм=d+ei=55+0=55мм
TD=ES-EJ=0.009-(-0.021)=0.03мм
Td=es-ei=0.046-0=0.046мм
Nнб=dнб-Dнм=55,046-54,979=0,067мм
Nнм=dнм-Dнб=55-55,009=-0.009мм
Nнб>0; Nнм
Посадка для червячного колеса
Посадка />
p6 es=+0.051
/>/> ES=+0.03 ei=+0.032
H7 EJ=0
/>/>/>/> />60мм
Dнб=D+ES=60+0.030=60.030мм
Dнм=D+EJ=60+0=60мм
dнб=d+es=60+0.051=60.051мм
dнм=d+ei=60+0.032=60.032мм
TD=ES-EJ=0.030-0=0.030мм
Td=es-ei=0.051-0.032=0.019мм
Nнб=dнб-Dнм=60.051-60=0,051мм
Nнм=dнм-Dнб=60.032-60.030=0.002мм
Nнб>0; Nнм>0-посадка в натяг
Посадка крышки подшипника в корпус (стакан).
Посадка К7 -стакан (см. посадка подшипника в корпус)
d11 -центрирующаяповерхность крышки /6, с. 99, рис 11,1а/
/> ES=+0.009
/>/>/>/> ei=0 К7
/>55мм
EJ=-0.021
/>Dнб=D+ES=55+0.009=55.009мм es=-0.1
Dнм=D+EJ=55-0.021=54.979мм
dнб=d+es=55-0.1=54.9мм
dнм=d+ei=55-0.29=54.71мм d11
TD=ES-EJ=0.009-(-0.021)=0.03мм
Td=es-ei=-0.1-(-0.29)=0.19мм
Nнб=dнб-Dнм=54,9-54,979=-0,079мм ei=-0.29
Nнм=dнм-Dнб=54.71-55,009=-0.299мм
Nнб
Корпус редуктора
Материал чугун СЧ15-32
Толщина стенок />
Пробка сливная масла М12х1,25
Рым-болт М8
Сорт масла Авиационное МК-22
Объем масляной ванны />
Система смазки — окунанием червяка и создание масляноготумана разбрызгивателем.
Сборка редуктора
Перед сборкой редуктора:
1) Осмотреть все детали напредметвыявления брака, заусенцев, сколов.
2) Внутренние кольца подшипниковперед запрессовкой на вал и стаканы перед установкой в них наружных колецподшипников нагреть до />С.
3) Шкив и полумуфту передзапрессовкой на валы нагреть до />С.
4) Сборку проводить из деталей,охлаждённых до комнатной температуры.
5) Подшипники продуть сжатым воздухомпосле запрессовки на валы.
Сборка ведущего вала
На вал червяка, с глухого конца надеть маслоразбрызгивательи закрепить его винтом М5, следя за тем, что бы он попал в отверстие на валу.Подшипники (No27307 со стороны полумуфты и No2007106 с глухой стороны) надеваются на вал так,что бы широкая часть внутренних колец была обращена к червяку.
Обоймы этих подшипников запрессовываются в соответствующиестаканы широкой стороной к фланцам. Стакан с обоймой подшипника No27307 вставить в корпус, с противоположнойстороны вдвинуть собранный червячный вал до упора.
Вставить стакан с обоймой подшипника No2007106.Поставитьи привернуть шестью болтами М8х30 крышку со вставленной внутрь уплотнительнойрезиновой манжетой (пружиной внутрь редуктора). Поставить на место крышкуподшипника глухого конца вала. При помощи стальных прокладок, подкладываемыхпод эту крышку, отрегулировать натяг подшипников червячного вала. Проверитьлёгкость проворачивания вала.
Сборка ведомого вала
Вставить в вал шпонку 16х10х90, напрессоватьчервячное колесо,надеть промежуточную втулку, насадить подшипники No2007111(широкой частью к колесу). В стаканы вставить наружные обоймы подшипников(широкой стороной к фланцам, в стакан с внутренним буртом-до упора в него).
В корпус со стороны глухого конца вала вставить стакан собоймой (без внутреннего бурта), закрыть временно крышкой и завернуть два болтаМ8х30.
Положить редуктор на бок собранной крышкой вниз. Опуститьсобранный вал в корпус до упора, проверить зацепление колеса с червяком.Закрыть крышкой редуктора, Завернуть все крепёжные болты М10х25.Вставить стаканс обоймой.
Поставить редуктор вертикально. Снять крышку с глухого концавала.
Глядя в смотровое окно, проверить совпадение плоскости,проходящей через середину червячного колеса и оси червячного вала.
Поставить и привернуть обе крышки: одну — глухую, другую, совставленной уплотнительной манжетой (пружиной внутрь редуктора) со сторонывыходного конца вала.
Необходимый натяг и, по надобности, взаимоположениецентральной плоскости колеса и оси червяка подбирается толщиной прокладок подкрышками.
Проверить лёгкость проворачивания червяка.
Завернуть рым-болт в верхнюю часть корпуса редуктора.
Напрессовать шкив и полумуфту с соответствующими шпонками.
Через смотровое окно залить масло МК-22, закрыть и закрепитьчетырьмя винтами М5х15 крышку окна с пробкой-отдушиной на ней. Проверитьуровень масла при помощи отметки на жезле маслоуказателя.
Эксплуатация редуктора
Редуктор предназначен для эксплуатации в проветриваемомпомещении.
При монтаже уделить особое внимание центровке полумуфтредуктора и двигателя.
В процессе эксплуатации следить за чистотой рёберохлаждения, корпусом редуктора.
Редуктор рассчитан на нереверсивную (привод конвейера)работу. Направление вращения ведомого вала указано на корпусе стрелкой.
Для предотвращения травмирования людей, все движущиесядетали (муфта, открытая передача) должны быть закрыты защитными кожухами,окрашенными бросающимися в глаза цветами, например, в жёлтый цвет с чёрнымиполосами.
После 13000 часов наработки сменить подшипник No27307, после чего отрегулировать натягподшипников на обоих валах.
Периодически проводить профилактический осмотр состояниявитков червяка и зубцов колеса. Следить за состоянием масла.