5.1 Розрахунок ведучого вала
Ведучий вал - черв'як (см.ріс.2)
Рис.2 Ескіз черв'яка
Діаметр вихідного кінця при дозволяється за напрузі (згідно табл. 7.1 [2]):
За ГОСТ приймаємо d1 = 25мм
Діаметри підшипникових шийок d2 = d1 + 2t = 25 + 2х2,2 = 29,9мм
Приймаємо d2 = 30мм
Приймаємо d3 = 40мм
l4 - визначимо після вибору підшипника
5.2 Розрахунок тихохідного вала
Ведений вал - вал черв'ячного колеса (див. Рис.3)
Рис.3 Ескіз веденого вала
Діаметр вихідного кінця
Приймаємо найближче більше значення із стандартного ряду d1 = 50мм
Діаметри підшипникових шийок d2 = d1 + 2t = 50 + 2х2,8 = 55,6мм
Приймаємо d2 = 60мм
Приймаємо d2 = 71мм
l4 - визначимо після вибору підшипника
6 Підбір і перевірочний розрахунок муфти
Визначаємо для муфти на вихідному кінці тихохідного валу розрахунковий момент Мр [3]:
де kр - коефіцієнт режиму роботи
Для стрічкових конвеєрів kр = 1,25-1,5
Приймаємо kр = 1,4
Мр = 1,4х535,2 = 748 Н × м
Виходячи із завдання на курсову роботу, розрахункового моменту і діаметра вихідного вала d2 = 50мм вибираємо [2, т.2, табл.12] муфту ланцюгову з однорядною ланцюгом 1000-1-50-1-У3 ГОСТ20761-80. Матеріал напівмуфт - сталь 45.
Проводимо перевірочний розрахунок муфти за умовою
Всі параметри муфти в нормі.
7 Попередній вибір підшипників
Попередній вибір проводимо по табл.7.2. [2].
Так як міжосьова відстань становить 100мм для черв'яка вибираємо роликові підшипники 7306 ГОСТ333-79, а для черв'ячного колеса - 7512 ГОСТ333-79 (рис.4).
Рис.4 Підшипник ГОСТ333-79.
Параметри підшипників наведені в табл.2.
8 Основні параметри.
Основні параметри редуктора з вибраними і розрахованими розмірами показана на рис.5.
Рис.5 Основні параметри редуктора
9 Вибір і перевірочний розрахунок шпонкових з'єднань
Вибір і перевірочний розрахунок шпонкових з'єднань проводимо по [4].
Рис.6 Перетин валу по шпонке
9.1 З'єднання швидкохідний вал - шків пасової передачі
Для вихідного кінця швидкохідного вала при d = 25 мм підбираємо призматичну шпонку з округленими торцями bxh = 8x7 мм 2 при t = 4 мм.
При l1 = 35 мм вибираємо довжину шпонки l = 32мм.
Матеріал шпонки - сталь 45 нормалізована. Напруження зминання і умови міцності визначаємо за формулою:
де Т - передаваний момент, Н × мм;
lр - робоча довжина шпонки, при округлених кінцях lр = l-b, мм;
[S] см - напруга, що допускається зминання.
З урахуванням того, що на вихідному кінці швидкохідного валу встановлюється шків з чавуну СЧ20 ([s] см = 70 ... 100 Н / мм 2) обчислюємо:
9.2 З'єднання тихохідний вал - полумуфта
Для вихідного кінця тихохідного вала при d = 50 мм підбираємо призматичну шпонку з округленими торцями bxh = 14x9 мм 2 при t = 5,5 мм.
При l1 = 60 мм вибираємо довжину шпонки l = 45мм.
Матеріал шпонки - сталь 45 нормалізована. Перевіряємо напруги зминання і умови міцності з урахуванням матеріалу напівмуфти - ст.3 ([s] см = 110 ... 190 Н / мм 2) і Т2 = 748Н × мм:
9.3 З'єднання тихохідний вал - маточина черв'ячного колеса
Для з'єднання тихохідного вала з маточиною черв'ячного колеса при d = 71 мм підбираємо призматичну шпонку з округленими торцями bxh = 20x12 мм 2 при t = 7,5 мм.
При l1 = 32 мм вибираємо довжину шпонки l = 32мм.
Матеріал шпонки - сталь 45 нормалізована. Перевіряємо напруги зминання і умови міцності з урахуванням матеріалу маточини чавуну СЧ20 ([s] см = 70 ... 100 МПа) і Т2 = 748Н × мм:
Вибрані дані зведені в табл.3.
Параметри шпонок і шпонкових з'єднань
10 Розрахунок валів по еквівалентним моменту
10.1 Вихідні дані для розрахунку
Складаємо схему зусиль, що діють на вали черв'ячного редуктора (рис.7):
Рис.7 Схема зусиль, що діють на вали черв'ячного редуктора
Визначаємо консольну навантаження на муфті [1, табл.6.2]:
Для визначення консольної навантаження на шківі необхідно провести розрахунок зубчасто-пасової передачі. [1].
Визначаємо мінімальний діаметр ведучого шківа по діаметру вала електродвигуна dдв = 32мм, шпонка bхh = 10х8мм.
Визначаємо мінімальний діаметр ведучого шківа:
Вибираємо зубчастий ремінь по ОСТ3805114-76 з модулем m = 4, з трапецеидальной формою, шириною 84мм. Призначаємо число зубів ведучого шківа z = 15.
Визначаємо ділильний діаметр ведучого шківа:
Визначаємо діаметр веденого шківа:
де u-передавальне відношення передачі, u = 2,2;
Визначаємо орієнтовне міжосьова відстань
Визначаємо розрахункову довжину ременя:
Уточнюємо значення міжосьової відстані за стандартною довжині ременя:
Визначаємо кут обхвату ременем ведучого шківа:
;
Визначаємо швидкість ременя:
де [v] -Допускається швидкість, для зубчастих ременів [v] = 25м / с.
Визначаємо частоту пробігів ременя:
де [U] = 30м -1 - що допускається частота пробігів.
Визначаємо силу попереднього натягу Fо ременя:
де С - поправочні коефіцієнти [3, табл.5.2].
Визначаємо консольну навантаження на шківі [3, табл.6.2]:
Для побудови епюр з урахуванням рис.5, даних табл.1 і пункту 7 визначаємо відстані додаються сил (рис.8).
Рис.8 Компоновочне ескіз вала
Всі вибрані дані зводимо в табл.4.
Вихідні дані для розрахунку валів
17 Тепловий розрахунок редуктора
Мета теплового розрахунку - перевірка температури масла в редукторі, яка не повинна перевищувати допустимої [t] м = 80 ... 95ºС. Температура повітря поза корпусу редуктора зазвичай tв = 20 ºС. Температура масла tм в корпусі черв'ячної передачі при безперервній роботі без штучного охолодження визначається за формулою [3]:
де # 942; - ККД редуктора,
Кt = 9 ... 17 Вт / (м 2 град) - коефіцієнт теплопередачі,
А - площа теплоотдающей поверхні корпусу редуктор, м 2
За [3, табл.11.6] виходячи з міжосьової відстані 100мм визначаємо А = 0,24
Підставивши дані в (18.1) отримаємо:
Температура редуктора в нормі.
1. С.А.Чернавскій і ін. «Курсове проектування деталей машин» М. 1987р.
4. Чернин І.М. та ін. Розрахунки деталей машин. - Мн. Виш. школа, 1978
5. Іосілевіч Г.Б. Строганов Г.Б. Маслов Г.С. Прикладна механіка: Учеб. для вузів / Під ред. Г.Б.Іосілевіча._М.: Висш.шк. 1989.-351с.