Привод ленточного транспортера (работа 2)

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

до курсового проекту по Деталям машин

на тему: «Привод ленточного транспортера»

Виконав студент гр.

___________

Керівник проекту:

____________

Зміст

Вступ

1 Энергокинематический розрахунок приводу

2 Розрахунок клиноремінної (ланцюговий) передачі

3 Розрахунок зубчастих передач

3.1 Розрахунок швидкохідної ступіні редуктора

3.2 Розрахунок тихохідної ступіні редуктора

4 Розробка ескізного проекту (компонування) редуктора

5 Розрахунок валів

5.1 Проектувальний розрахунок швидкохідного вала

5.2 Проектувальний розрахунок проміжного вала

5.3 Проектувальний розрахунок тихохідного вала

5.4 Перевірочний розрахунок тихохідного вала

6 Вибір підшипників

6.1 Вибір підшипників для швидкохідного вала

6.2 Вибір підшипників для проміжного вала

6.3 Вибір підшипників для тихохідного вала

7 Розрахунок шпонкових з'єднань

8 Вибір муфти

9 Вибір олії і системи змащення зубцюватих зачеплень і підшипників

Список літератури

Вступ

Транспортёры (конвейеры) предназначены для перемещения сыпучих и кусковых грузовых материалов или штучных однородных грузов непрерывным потоком на небольшие расстояния. Их широко применяют для менанизирования разгрузочно - погрузочных работ, для транспортирования изделий в технологических поточных линиях.

В настоящее время известно большое количество разнообразных транспортирующих устройств, различающихся по принципу действия и по конструкции.

Все эти устройства можно разделить на две основные группы:

транспортирующие устройства с тяговым органом – ленточные и цепные транспортёры и элеваторы.
транспортирующие устройства без тягового органа – гравитационные.

Независимо от типа тягового органа транспортёры состоят из следующих основных частей:

приводная станция, от которой тяговый орган получает движение
тяговый орган с элементами размещения груза (ковши, скребки, люльки) или без них
рама или ферма транспортёра
поддерживающее устройство (катки, ролики)
натяжная станция, которая создаёт и поддерживает необходимое натяжение тягового органа

Приводная станция включает двигатель, передачу ( зубчатую, червячную и д. р.), соединительные муфты, ведущий барабан или звёздочки с валом и опорами. Конструкция приводной станции и ее расположение относительно конвеера могут быть различными.

Натяжная станция позволяет перемещать ведомый вал с помощью винтовых механизмов и поддерживать таким образом, необходимое натяжение тягового органа. Кроме винтовых применяются грузовые натяжные устройства.

В ленточных транспортёрах тяговым органом служит гибкая лента (ремень), чаще всего текстильная, прорезиненная.

Дано: F = 2.8 кН;

V= 1,65 м\сек;

D = 200 мм.

Позначення на схемах:

1 – електродвигун, 2 – ремінна (ланцюгова) передача, 3 – редуктор,

4 – муфта, 5 – барабан.

F – окружне зусилля на барабані, V – швидкість стрічки, D – діаметр барабана.

1. Енергокінематічний розрахунок приводу

1.1 Определяем потребляемую мощность привода:

Вт;

1.2 Определяем требуемую мощность электродвигателя:

Вт;

где:

1.3 Определяем угловую скорость выходного вала:

рад/с

1.4 Определяем частоту вращения приводного вала:

1.5 Определяем требуемую частоту вала электродвигателя:

По табличным значениям выбираем электродвигатель типа: АИР 132S4

Р=5,5кВт и n = 1445

1.6 Определяем общее передаточное число привода:

1.7 Определяем передаточное число цепной передачи:

1.8 Передаточное число редуктора:

1.9 Определяем частоту вращения вала колеса быстроходной ступени редуктора:

об/мин

1.10 Определяем частоту вращения вала колеса промежуточной ступени двухступенчатого редуктора:

об/мин

1.11 Определяем частоту вращения тихоходного вала:

об/мин

1.12 Определяем мощность на валу электродвигателя:

Вт

1.13 Определяем мощность на быстроходном валу редуктора:

Вт

1.14 Определяем мощность на промежуточном валу редуктора:

Вт

1.15 Определяем мощность на тихоходном валу редуктора:

Вт

1.16 Определяем мощность на валу барабана:

Вт

1.17 Определяем мощность на ленте:

Вт

1.18 Определяем угловую скорость вала электродвигателя:

рад/с

1.19. Определяем угловую скорость быстроходного вала:

рад/с

1.20 Определяем угловую скорость промежуточного вала:

рад/с

1.21 Определяем угловую скорость тихоходного вала:

рад/с

1.22 Определяем момент на валу электродвигателя:

1.23 Определяем момент на быстроходном валу редуктора:

1.24 Определяем момент на промежуточном валу редуктора:

1.25 Определяем момент на тихоходном валу редуктора:

1.26 Определяем момент на валу барабана:

1.27 Определяем момент на ленте:

2.Разрохунок ланцюгової передачі.

2.1 Выбираем число зубьев малой звездочки по таблице при передаточном отношении U=1.47 и частоте вращения

2.2 Определяем число зубьев большой звездочки

Округляем до целого.

2.3 Уточняем передаточное отношении цепной передачи

2.4 Коэффициент динамической нагрузки

2.5 Коэффициент режима поскольку принята двухсменная работа передачи

2.6 Коэффициент наклона передачи к горизонту т.к. угол наклона передачи к горизонту равен

2.7 Коэффициент способа регулировки натяжения цепи

2.8 Коэффициент смазки и загрязнения передачи . Предварительно принята скорость цепи

2.9 Коэффициент межосевого расстояния

2.10 Коэффициент эксплуатации:

2.11 Коэффициент числа зубьев:

- базовое число зубьев

2.12 Коэффициент частоты вращения:

2.13 Расчетная мощность:

кВт

По таблице принимаем кВт Этой мощности соответствует цепь однорядная роликовая ПР – 25,4 – 56700

2.14 Определяем параметры роликовой однорядной цепи:

Шаг цепи мм

Разрушительная силаН

Диаметр мм

Ширина цепи мм

Масса 1 метра цепи

2.15 Пригодность выбранной цепи проверяем по наибольшему допустимому шагу мм, должно соблюдаться соотношение 25,4<50,8. Выбранная цепь пригодна для данных условий работы

2.16 Скорость цепи:

По скорости уточняем коэффициент смазки

2.17 Межосевое расстояние цепной передачи:

мм

2.18 Длина цепи в шагах :

Целое число шагов

2.19 Уточняем межосевое расстояние при длине цепи 116 шагов цепи:

Передача работает лучше при провисании холостой ветви цепи, поэтому расчетное межосевое расчетное уменьшаем на (0,002…..0,004) .

Окончательное межосевое расстояние:

Принимаем мм

2.20 Усилия в передаче:

Окружное усилие:

Натяжение цепи от центробежных сил:

Коэффициент провисания равен

Сила предварительного натяжения от массы цепи:

Давление цепи на вал:

Натяжение ведущей ветви цепи:

Натяжение ведущей цепи:

2.21 Проверка передачи на резонанс:

Критическая частота вращения ведущей звездочки:

об/мин

Границы зоны, опасной по резонансу:

меньшее значение:

об/мин

большое значение:

об/мин

Рабочая частота находится за пределами опасной зоны.

2.22 Размеры звездочек:

делительный диаметр ведущей звездочки:

мм

делительный диаметр ведомой звездочки:

мм

диаметр окружности вершин зубьев ведущей звездочки:

мм

диаметр окружности вершин зубьев ведомой звездочки:

мм

диаметр окружности впадин зубьев ведущей звездочки:

мм

диаметр окружности впадин зубьев ведомой звездочки:

мм

ширина зубчатого венца звездочки для однорядной цепи:

мм

Разрохунок зубчатої передачі

3.1 Разрохунок швидкохідної ступені редуктора

Заданные параметры (Страница: 1)

Передача : быстроходная Косозубая внешнего зацепления

Тип расчета : Проектировочный

Стандарт расчета ГОСТ

Основные данные

Рабочий режим передачи	Средневероятный
Термообработка колес
Шестерня	Улучшение
Колесо	Улучшение
Расположение шестерни на валу	Несимметричное
Нереверсивная передача
Момент вращения на ведомом валу, Нм	43.21
Частота вращения ведомого вала, об./мин.	578.00
Передаточное число	2.50
Ресурс, час	14000.00
Число зацеплений
Шестерня	1
Колесо	1

Дополнительные данные

Коэффициент ширины колеса

0.315

Результаты АPМ Trans (Страница 2)

Таблица 1 . Основная геометрия

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Межосевое расстояние	a_>w>	71.000	мм
Модуль	m	0.500	мм
Угол наклона зубьев		8.338	град.
Делительный диаметр	d	40.933	101.068	мм
Основной диаметр	d_>b>	38.416	94.854	мм
Начальный диаметр	d_>w>	40.933	101.068	мм
Диаметр вершин зубьев	d_>a>	41.933	102.068	мм
Диаметр впадин	d_>f>	39.683	99.818	мм
Коэффициент смещения	x	0.000	0.000	-
Высота зубьев	h	1.125	1.125	мм
Ширина зубчатого венца	b	25.000	23.000	мм
Число зубьев	z	81	200	-

Таблица 2 . Свойства материалов

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Допускаемые напряжения изгиба	_>Fa>	285.882	285.882	МПа
Допускаемые контактные напряжения	_>Ha>	499.091	МПа
Твёрдость рабочих поверхностей	-	27.0	27.0	HRC
Действующие напряжения изгиба	_>Fr>	182.985	182.642	МПа
Действующие контактные напряжения	_>Hr>	494.957	МПа

Таблица 3 . Силы

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Тангенциальная сила	Ft	855.065	Н
Радиальная сила	Fr	317.903	Н
Осевая сила	Fa	125.321	Н
Расстояние от торца колеса до точки приложения силы	B	12.500	мм
Плечо силы	R	20.466	мм

Результаты АPМ Trans (Страница 3)

Таблица 4 . Параметры торцевого профиля

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Угол профиля зубьев в точке на окружности вершин	_>a>	23.633	21.671	град.
Радиус кривизны профиля зуба в точке на окружности вершин	_>a>	8.405	18.846	мм
Радиус кривизны активного профиля зуба в нижней точке	_>p>	5.666	16.107	мм

Таблица 5 . Параметры постоянной хорды

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Постоянная хорда зуба	s_>c>	0.694	0.694	мм
Высота до постоянной хорды	h_>c>	0.374	0.374	мм
Радиус кривизны разноимённых профилей зубьев в точках, определяющих положение постоянной хорды	_>s>	7.431	17.812	мм
Основной угол наклона зубьев	_>b>	7.832	град.

Таблица 6 . Параметры общей нормали

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Угол профиля	_>x>	20.196	20.196	град.
Радиус кривизны профиля в точках пересечения с общей нормалью	_>w>	7.236	17.897	мм
Длина общей нормали	W	14.607	36.131	мм
Число зубьев в общей нормали	z_>nr>	10	24	-

Результаты АPМ Trans (Страница 4)

Таблица 7 . Параметры по хорде

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Заданный диаметр	d_>y>	40.933	101.068	мм
Угол профиля в точке на заданном диаметре	_>y>	20.196	20.196	град.
Окружная толщина зубьев на заданном диаметре	s_>ty>	0.794	0.794	мм
Угол наклона зубьев на заданном диаметре	_>v>	8.338	8.338	град.
Половина угловой толщины зубьев	_>yv>	1.076	0.436	град.
Толщина по хорде зуба	s_>y>	0.785	0.785	мм
Высота до хорды зуба	h_>ay>	0.504	0.501	мм

Таблица 8 . Контроль по роликам

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Диаметр ролика	D_>0>	0.866	мм
Диаметр окружности проходящей через центр ролика	d_>D>	41.295	101.438	мм
Торцевой размер по роликам	M	42.154	102.304	мм
Угол профиля на окружности проходящей через центры ролика	_>d>	21.523	20.756	град.
Радиус кривизны профиля в точках касания с роликом	_>m>	7.146	17.545	мм

Таблица 9 . Параметры взаимного положения профилей зубьев

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Шаг зацепления	p_>>	1.476	мм
Осевой шаг	p_>x>	10.832	мм
Ход зубьев	p_>z>	877.399	2166.417	мм

Таблица 10 . Проверка качества зацепления

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Мин. число зубьев нарезаемых без подреза при данном смещении	z_>min>	17.097	-
Угол наклона линии вершины зубьев	_>a>	8.539	8.419	град.
Нормальная толщина зуба на поверхности вершин	s_>na>	0.400	0.413	мм
Радиальный зазор в зацеплении	c	0.125	0.125	мм
Коэффициент торцевого перекрытия	_>>	1.838	-
Коэффициент осевого перекрытия	_>>	2.065	-
Коэффициент перекрытия	_>>	3.903	-
Угол зацепления	_>tw>	20.196	град.

Результаты АPМ Trans (Страница 5)

Таблица 11 . Допуски колеса и шестерни

Описание	Символ	Шестерня	Колесо	Единицы
Минимально возможный зазор	j_{>n min}>	13.000	мкм
Максимально возможный зазор	j_{>n max}>	110.128	мкм
Предельное отклонение межосевого расстояния	f_>a>	22.000	мкм
Класс точности	N_>p>	8	-
Вид сопряжения	-	G	-
Класс отклонений межосевого расстояния	-	III	-
Минимальный возможный угол поворота	_>min>	2' 20.69"	0' 56.98"	-
Максимальный возможный угол поворота	_>max>	19' 51.82"	8' 2.69"	-
Допуск на радиальное биение зубчатого венца	F_>r>	0.028	0.038	мм
Наименьшее дополнительное смещение исходного контура	E_>H>	-0.028	-0.032	мм
Допуск на смещение исходного контура	T_>H>	0.045	0.053	мм
Верхнее отклонение высоты зуба	ES_>H>	-0.028	-0.032	мм
Нижнее отклонение высоты зуба	EI_>H>	-0.073	-0.085	мм
Наименьшее отклонение средней длины общей нормали	E_>Wm>	-0.025	-0.031	мм
Допуск на среднюю длину общей нормали	T_>Wm>	0.015	0.016	мм
Верхнее отклонение средней длины общей нормали	ES_>Wm>	-0.025	-0.031	мм
Нижнее отклонение средней длины общей нормали	EI_>Wm>	-0.040	-0.047	мм
Наименьшее отклонение длины общей нормали	E_>W>	-0.018	-0.022	мм
Допуск на длину общей нормали	T_>W>	0.030	0.036	мм
Верхнее отклонение длины общей нормали	ES_>W>	-0.018	-0.022	мм
Нижнее отклонение длины общей нормали	EI_>W>	-0.048	-0.058	мм

3.2 Разрохунок тихоходної передачі

Выбираем материал и термическую обработку зубчатых колес, тихоходной передачи. Из таблицы 2.1 учебника Курсовое проэктирование «Детали машин», автор П.Ф.Дунаев.

Механические характеристики материалов зубчатой передачи

Элемент передачи	Марка стали	Термообработка	HB1ср	в	[]H	[]F
HB2ср	H/мм2
Шестерня	45	улучшение	290	890
Колесо	45	улучшение	220	735

3.2.1 Определяем среднюю твердость рабочих поверхностей зуба шестерни

Принимаем

3.2.2 Определяем среднюю твердость рабочих поверхностей зуба колеса:

Принимаем

Допускаемые напряжения

Допускаемые контактные напряжения:

3.2.3 Пределы выносливости для шестерни и колеса:

МПа

3.2.4 Коэффициент безопасности :

3.2.5 Число оборотов шестерни и колеса:

об/мин

3.2.6 Суммарное число циклов переменны напряжений в зубьях

Для шестерни

Для колеса

3.2.7 Эквивалентное число циклов перемены напряжений:

Для шестерни:

Для колеса:

3.2.8 Определяем базовые числа циклов нагружения:

3.2.9 Определяем коэффициент долговечности при расчете по контактным напряжениям:

3.2.10 Определяем допускаемо контактное напряжение для шестерни и колеса:

МПа

Допускаемые напряжения изгиба:

3.2.11 Пределы выносливости для шестерни и колеса:

МПа

3.2.12 Эквивалентное число циклов перемены напряжений:

Для шестерни:

Для колеса:

3.2.13 Определяем коэффициент долговечности:

где: - - базовое число циклов для зубчатых колес;

для шестерни:

Принимаем

Для колеса:

Принимаем

3.2.14 Коэффициент учитывающий влияние двухстороннего положения нагрузки

3.2.15 Коэффициент запаса прочности:

3.2.16 Коэффициент учитывающий способ получения заготовки:

3.2.17 Коэффициент безопасности:

3.2.18 Допускаемые напряжения изгиба шестерни и колеса:

3.2.19 Опрделяем межосевое растояние

где К_>а> – коэффициент, для косозубых колес К_>а>=430МПа

U- передаточное число,

К_>Н>_>β>_>>- коэффициент концентрации нагрузки К_>Н>_>β>_>>=1,04

Т_>Т> - момент на колесе,

Ψ_>а>- коэффициент зависящий от положения колес относительно опор, при косольном расположении Ψ_>а>= 0,4,

[σ]_>н>- допускаемое контактное напряжение колеса.

3.2.20 Определяем коєффициент ширины:

3.2.21 Определяем межосевое расстояние

мм

Принимаем =125мм

Предеварительные основные размеры колеса

3.2.22 Делительный диаметр

d_>2> = 2 ּ а_>ω>ּu/ ( u - 1 ) ,

d_>2> = 2 ּ 0,125 ּ 2.5/ ( 2.5 + 1 ) = 0,179 м = 180 мм .

3.2.23 Ширина колеса

b_>w>_>2> = Ψ_>b>_>а> ּ а_>ω>,

b_>w>_>2> = 0.4 ּ 0,125 = 0,05 м = 50мм

3.2.24 Коэффициент ширины колеса относительно модуля:

- принимаем значение по таблице;

3.2.25 Модуль зацепления:

3.2.26 Минимальный угол наклона зубьев шевронных колес

β_>min> =25 °

3.2.27 Суммарное число зубьев

z_>с> = 2 ּ а_>ω> ּ cos β_>min> / тn = 2 ּ 140 ּ cos25˚ / 2 =113.3 Принимаем z_>с> =113

3.2.28 Действительное значение угла наклона:

β = arccos (z_>Σ> ּ т / 2 ּ а_>ω> ) = arccos (113.3 ּ 2 / 2 ּ 125 ) = 24.98˚=25˚

3.2.29 Число зубьев шестерни и колеса

z_>1>= z_>с> / ( U ± 1 ) ≥ z_>1>_>min>_>>,

где z_>1>_>min>_>>- минимальное число зубьев

z_>1> = 113 / ( 2,5 + 1 ) = 32,3=32 .

3.2.30 Число зубьев колеса

z_>2>= z_>с> - z_>1> = 113 – 32=81 .

3.2.31 Фактическое передаточное число

U_>ф> = z_>2>/ z_>1> = 81/32 =2,53

Отклонение передаточного числа от заданного меньше 4%.

Диаметры колес

3.2.32 Делительный диаметр шестерни

d_>1> = z_>1>ּ тn / cos β = 32 ּ 2 / cos25˚ = 70 мм .

3.2.33 Делительный диаметр колеса

d_>2> = z_>2>ּ тn / cos β = 81 ּ 2 / cos25˚ = 178.75 мм .

3.2.34 Модуль торцевой:

мм

3.2.35 Определяем окружную силу в зацеплении:

F_>t>_>1> = F_>t>_>2>=2 ּ Т_>1> / d_>2> = 2 ּ86,42 / 0,17875 = 966,94 Н .

3.2.36 Определяем окружную скорость на делительной окружности:

м/с

Назначаем степень точности редуктора Ст = 8

Коэффициент, учитывающий влияние разности шагов в зациплении

Коэффициент, учитывающий влияние погрешностей зацепления на динамическую нагрузку

3.2.37 Удельная окружная динамическая сила:

н/мм

3.2.38 Коэффициент учитывающий распределение нагрузки между зубьями:

3.2.39 Уточненное значение коэффициента ширины колеса относительно диаметра:

3.2.40 Уточненное значение коэффициента:1,021

3.2.41 Уточняем значение угловой скорости колеса:

рад/с

3.2.42 Уточненное значение числа оборота колеса:

об/мин

3.2.43 Коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку, возникшую в зацеплении:

3.2.44 Удельная расчетная окружная сила:

Н/мм

3.2.45 Коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей зубьев в полюсе зацепления:

3.2.46 Коэффициент, учитывающий механические свойства материалов зубчатых колес:

МПа

3.2.47 Коэффициент торцевого перекрытия:

3.2.48 Коэффициент учитывающий суммарную длину контактных линий:

3.2.49 Действующие в передаче контактные напряжения:

МПа

- условия прочности выполняются.

Проверочный расчет на выносливость по напряжениям изгиба

3.2.50 Эквивалентное число зубьев:

шестерни

Колеса

3.2.51 Коэффициент формы зуба:

;

3.2.52 Коэффициент, учитывающий перекрытие зубьев

3.2.53 Коэффициент, учитывающий наклон зубьев:

3.2.54Определяем отношение

МПа

Из пар сопряженных колес расчет ведем по колесу с меньшим отношением, т.е. по колесу.

3.2.55 Коэффициент неравномерности нагрузки:

3.2.56 Коэффициент, учитывающий влияние погрешностей на динамическую нагрузку:

3.2.57 Коэффициент, учитывающий влияние разности шагов в зацеплении

3.2.58 Коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями:

3.2.59 Удельная окружная динамическая сила:

3.2.60 Коэффициент, динамической нагрузки:

3.2.61 Удельная расчетная окружная сила:

Н/мм

3.2.62 Напряжение изгиба в опасном сечении зуба колеса:

МПа

шестерни

МПа

;

Условие прочности соблюдается.

Прочность зубьев при перегрузках.

3.2.63 Максимальные контактные напряжения:

МПа

Условие прочности соблюдается.

3.2.64 Максимальные напряжения изгиба для шестерни:

МПа

для колеса:

МПа

;

Усилия в зацеплении.

3.2.65 Окружное усилие:

3.2.66 Радиальное усилие:

F_>R1> =F_>R2>=F_>t1> ּ tg αw / cos β = 2469.14* 0,364 / 0.906 = 992.0165 H .

3.2.67 Осевое усилие:

F_>А1> = F_>А2> = F_>t>_>1> ּ tg β = 2469,14* 0,466 = 1151,378 Н .

Геометрические параметры передачи.

Межосевое расстояние мм

Нормальный модуль зацепления

Угол наклона зуба

Число зубьев шестерни

Число зубьев колеса

Ширина венца колеса мм

Дилительный диаметр шестерни мм

Дилительный диаметр колеса мм

Ширина венца шестерни мм

Диаметры окружностей вершин зубьев:

Шестерня d_>а1> = d_>1> + 2 т =70+2*2=74мм

Колесо d_>а2> = d_>2> + 2 т =178,75+2*2=182,75мм

Диаметры окружностей впадин зубьев

шестерня d_>f>_>1> = d_>1> - 2 т = 70 – 2 * 2 = 66 мм ,

колесо d_>f>_>2> = d_>2> - 2 т = 178,75 - 2 *2 = 174,75 мм .

4. Розробка ескізного проекту (компонування) редуктора

Компоновка цилиндрического редуктора

Расстояние между деталями передач

4.1 Зазор между внутренними поверхностями корпуса и деталями:

мм = 11мм

4.2 Расстояние между дном корпуса и поверхностью зубчатых колес:

мм

4.3 Расстояние между торцевыми поверхностями колес двухступенчатого редуктора:

мм

Параметр	Расчетная формула и значение, мм
Толщина стенки корпуса
Толщина стенки крышки
Толщина фланца корпуса
Толщина фланца крышки
Толщина основания корпуса без бобышки
Толщина ребер основания корпуса
Толщина ребер крышки
Диаметр фундаментных болтов
Диаметр болтов у подшипников
Диаметр болтов, соединяющих основание и крышку

Проектирование валов:

Быстроходный вал.

4.4 Ориентировочный диаметр входного участка вала d :

мм

Принимаем d = 18 мм

4.5 Длина выходного участка вала приблизительно равна:

мм

4.6 Диаметр вала под уплотнительными устройствами равен диметру вала под подшипник 25 мм.

4.7 Ориентировочный диаметр участка вала под подшипник:

мм Принимаеммм

где:

Принимаем подшипник средней серии шариковый радиальные однорядные 305

Размеры, мм	Грузоподъемность, кг
d	D	B	r
25	62	17	2	1760	1160

4.8 Длина шейки участка вала под подшипник и уплотнение равна

4.9Диаметр участка мм

Принимаем

где: - координата фаски подшипника;

Промежуточный вал.

4.10 Диаметр вала под колесо:

4.11Диаметр вала под подшипник:

Принимаем подшипник средней серии шариковый радиальные однорядные 306

Размеры, мм	Грузоподъемность, кг
d	D	B	r
30	72	19	20	2200	1510

4.12 Диаметр отдельных участков вала:

Принимаем

4.13 Диаметр вала под шестерню:

Тихоходный вал.

4.14 Диаметр выходного вала:

4.15 Длина выходного вала:

4.16Диаметр под подшипник и уплотнение:

4.17Длина вала под подшипник и уплотнение:

Принимаем подшипник средней серии шариковые радиальные однорядные 309

Размеры, мм	Грузоподъемность, кг
d	D	B	r
45	100	25	2,5	3780	2670

4.18Диаметр отдельный частей вала:

4.19 Диаметр вала под колесом:

Выбор подшипника

Для быстроходного вала подбираем подшипник средней серии шариковый радиальный однорядный 305

Подшипники устанавливают утоплено в корпус редуктора т.к. окружная скорость промежуточного вала равна менее 3 м/с. Подшипники устанавливаем враспор т.к. вал имеет не значительную длину и кооэфициент расширения мал.

Для промежуточного вала подбираем подшипники тяжелой серии шариковые радиальный однорядный 406. Подшипники устанавливают утоплено в корпус редуктора т.к. окружная скорость промежуточного вала равна менее 3 м/с. Расстояние от поверхности стенки корпуса редуктора до подшипника равна не менее 8 мм. Подшипник смазывают консистентной смазкой набиваемой в камеру подшипника. Подшипники устанавливаю врастяжку, что бы избежать защемления подшипников при работе.

Для тихоходного вала подбираем подшипники средней серии шариковые радиальный однорядный 309.

Подшипники устанавливают утоплено в корпус редуктора т.к. окружная скорость промежуточного вала равна менее 3 м/с. Расстояние от поверхности стенки корпуса редуктора до подшипника равна не менее 8 мм.Подшипник смазывают консистентной смазкой набиваемой в камеру подшипника. Подшипники устанавливаю враспор.

5. Розрахунок валів

5.1 Проектувальний рохрахунок швидкісного валу

;;;;;;;

5.1.1 Схема нагружения вала в вертикальной плоскости.

для определения реакции используем условияравновесия плоской системы сил:

Составляем уравнение равновесия системы сил:

Решаем их относилельно и :

Проверка правильности вычисления :

Изгибающий момент в сечении III:

Изгибающий момент в сечении IV:

5.1.2 Схема нагружения вала в горизонтальной плоскости:

для определения реакции используем условия равновесия плоской системы сил:

Составляем уравнение равновесия:

Решаем их относилтельно и

Проверка правильности вычисления реакции:

Изгибающий момент :

В сечении II:

в сечении III:

в сечении IV:

5.1.3 Суммарные реакции опор:

5.1.4 Суммарные изгибающие моменты:

5.1.5 Приведенные моменты:

5.1.6 Диаметры вала:

5.2 Проектувальний розрахунок проміжного валу

;;;; ;;;

5.2.1 Схема нагружения вала в вертикальной плоскости

для определения реакции используем условияравновесия плоской системы сил:

Составляем уравнение равновесия системы сил:

Решаем их относилельно и :

Проверка правильности вычисления :

Изгибающий момент в сечении II:

Изгибающий момент в сечении III:

Изгибающий момент в сечении IV:

5.2.2 Схема нагружения вала в горизонтальной плоскости:

для определения реакции используем условия равновесия плоской системы сил:

Составляем уравнение равновесия:

Решаем их относилтельно и

Проверка правильности вычисления реакции:

Изгибающий момент :

В сечении II:

в сечении III:

в сечении IV:

5.2.3 Суммарные реакции опор:

5.2.4 Суммарные изгибающие моменты:

5.2.5 Приведенные моменты:

5.2.6 Диаметры вала:

5.3 Проектувальний розрахунок тихохідного валу

;;;;;

5.3.1 Схема нагружения вала в вертикальной плоскости.

для определения реакции используем условия равновесия плоской системы сил:

Составляем уравнение равновесия системы сил:

Решаем их относилельно и :

Проверка правильности вычисления :

Изгибающий момент в сечении II:

5.3.2 Схема нагружения вала в горизонтальной плоскости:

для определения реакции используем условия равновесия плоской системы сил:

Составляем уравнение равновесия:

Решаем их относилтельно и

Проверка правильности вычисления реакции:

Изгибающий момент :

В сечении II:

в сечении III:

5.3.3 Суммарные реакции опор:

5.3.4 Суммарные изгибающие моменты:

5.3.5 Приведенные моменты:

5.3.6 Диаметры вала:

5.4 Проверочный расчет тихоходного вала

Определение коэффициента запаса прочности в опасных сечениях: II – II ; III – III; IV – IV

Вал изготовлен из стали 45, имеющей следующие механические свойства:

Временное сопротивление разрыву ; предел выносливости при симметричном цикле напряжения изгиба предел выносливости при цикле напряжения кручения ; коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжения соответственно при изгибе и кручении и .

Проверяем запас прочности по пределу выносливости в сечении IV – IV.Напряжения в этом сечении обусловлена шпоночным пазом и посадкой ступицы звездочки на вал.

5.4.1 Находим эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе и кручении от шпоночного паза:

5.4.2 Масштабные коэффициенты при изгибе и кручении для вала из стали 45, равным 38 мм:

5.4.3 Коэффициент состояния поверхности при шероховатости :

5.4.4 Эффективные коэффициенты концентрации напряжения для данного сечения вала при изгибе и кручении в случае отсутствия технологического упрочнения:

5.4.5 Эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе и кручении

вала, обусловлена ступицей звездочки, насаженной за вал по посадке:

В сечении IV – IV два концентратора напряжений; однако в расчете учитываем один – тот, для которого и наибольшие, т.е. принимаем

Изгибающий момент в сечении равен нулю, поэтому запас прочности .

5.4.6 Полярный момент сопротивления сплошного вала со шпоночным пазом:

5.4.7 Напряжения кручения

для вала нереверсивной передачи принимаем, что напряжения кручения изменяються по пульсирующему отнулевому циклу. Тогда

5.4.8 Запас прочности для касательных напряжений:

III – III . Концентрация напряжений вызвана посадкой внутреннего кольца подшипника на вал.

d=45мм

в сечении III – III действуют суммарные изгибающие моменты

и вращающий момент

5.4.9 Осевой момент сопротивления

5.4.10 Полярный момент сопротивления:

5.4.11 Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

5.4.12 Определяем запас прочности для нормальных напряждений:

5.4.13 Напряжение кручения:

5.4.14 Амплитуда и среднее значение нормальных напряжений кручения:

5.4.15 Запас прочности для касательных напряжений:

5.4.16 Общий запас прочности в сечении IV – IV:

В сечении II – II концентраторами напряжения являются шпоночный паз. Напряжения в этом сечении обусловлена шпоночным пазом и посадкой зубчатого колеса на вал.

Находим эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе и кручении от шпоночного паза:

Масштабные коэффициенты при изгибе и кручении для вала из стали 45, равным 46 мм:

Коэффициент состояния поверхности при шероховатости :

Эффективные коэффициенты концентрации напряжения для данного сечения вала при изгибе и кручении в случае отсутствия технологического упрочнения:

Эффективные коэффициенты концентрации напряжения при изгибе и кручении

вала, обусловлена ступицей колеса, насаженного на вал по посадке:

В сечении I I – I I два концентратора напряжений; однако в расчете учитываем один – тот, для которого и наибольшие, т.е. принимаем

Изгибающий момент в сечении равен:

и вращающий момент

Осевой момент сопротивления

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда нормальных напряжений изгиба:

Определяем запас прочности для нормальных напряждений:

Напряжение кручения:

Амплитуда и среднее значение нормальных напряжений кручения:

Запас прочности для касательных напряжений:

Общий запас прочности в сечении IV – IV:

Таким образом, допускаемое напряжение во всех сечениях в пределах допускаемого.

6. Вибір підшипників

6.1 Выбор подшипников для быстроходного вала

; ;

; ; ;

;

Предварительно принимаем подшипник шариковый радиальный средней серии 305.

6.1.1 Определяем динамическую приведенную нагрузку:

для левой опоры:

А=0; она не воспринимает осевую нагрузку

для правой опоры:

А=0; она не воспринимает осевую нагрузку

6.1.2 Номинальная долговечность равна:

6.1.3 Определяем динамическую грузоподъемность:

Принимаем радиальные шариковые подшипники средней серии 305 для обеих опор.

6.2 Вибор пошипников для промежуточного вала

; ;

;; ;

;

Предварительно принимаем подшипник шариковый радиальный тяжелой серии 406.

6.2.1 Определяем динамическую приведенную нагрузку:

для левой опоры:

А=0; она не воспринимает осевую нагрузку

для правой опоры:

А=0; она не воспринимает осевую нагрузку

6.2.2 Номинальная долговечность равна:

6.2.3 Определяем динамическую грузоподъемность:

Принимаем радиальные шариковые подшипники средней серии 405 для обеих опор. Замена подшипников через 10000 ч.

6.3 Вибор пошипников для тихоходного вала

; ;

;; ;

;

Предварительно принимаем подшипник шариковый радиальный средней серии 306.

6.3.1 Определяем динамическую приведенную нагрузку:

для левой опоры:

А=0; она не воспринимает осевую нагрузку

для правой опоры:

А=0; она не воспринимает осевую нагрузку

6.3.2 Номинальная долговечность равна:

6.3.3 Определяем динамическую грузоподъемность:

Принимаем радиальные шариковые подшипники средней серии 305 для обеих опор.

7. Расчет шпоночного соединения

Быстроходный вал

d=18 mm

b=6 mm

h=6 mm

T=35,64 H∙м

Промежуточный вал

d=32 мм

b=10 мм

h=8 мм

T=86,42 H∙м

Тихоходный вал

d=38мм

b=14мм

h=9мм

T=209,56 Н∙м

d=48мм

b=14мм

h=9мм

T=209,56Н∙м

8. Выбор муфты

Муфту подбираем по диаметру вала.

Для соединения вала ЭД с валом редуктора выбираем муфту упругую втулочно – пальцевую (МУВП) МУВП 250 – 40 – 1 УЗ ГОСТ 21424 – 93

9 Смазка редуктора

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а так же для предохранения их от заедания задиров, коррозии и лишнего отвода теплоты трущихся поверхностей деталей должны иметь надёжную смазку.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную смазку. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колёс были в него погружены.

Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колёс и червяков от 0,3 до 12,5 м/с. В настоящее время также широко применяют смазочные материалы ЦИАТИН – 201 и ЛИТОЛ – 24, которые допускают температуру нагрева до 130 ^оС.

Устанавливаем вязкость масла.

При v=0.8 м²/с . выбираем индустриальное масло И – 30 А.

Подшипники смазываем консистентной смазкой, закладываемые в их камеры при сборке редуктора.

10 Список литературы

М. И. Иванов «Детали машин»
П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов «Конструирование узлов и деталей машин»
Д. Н. Решетов «Детали машин. Атлас конструкций» Часть 1.
Д. Н. Решетов «Детали машин. Атлас конструкций» Часть 2.
В. И. Анурьев «Справочник конструктора машиностроителя» Том 1.
В. И. Анурьев «Справочник конструктора машиностроителя» Том 2.