Реферат: Привод ленточного конвейера. Червячный редуктор.

2.15.    Силы в зацеплении червячной передачи.

2.15.2.  Окружная сила червяка (Ft1) и осевая сила червячного колеса (Fa2).

Ft1 = Fa2 = Ft2×tg(g + r) = 2844.61×tg(5.7106 + 2.2) = 395.259 (H)

здесь r - это угол трения, который может быть определен в зависимости от скорости скольжения Vs по таблице 34 [2]. Для нашего случая r=2.2°

2.15.3.  Радиальная сила червяка (Fr1) и червячного колеса (Fr2).

Fr1 = Fr2 = 0.37×Ft2 = 0.37×2844.61 = 1052.506 (H)

2.16.    Тепловой расчет червячной передачи.

2.16.1. Приближенное значение К.П.Д. червячной передачи.

0.95 в данном случае – это множитель, учитывающий потери энергии на перемешивание масла при смазывании окунанием.

2.16.2.  Температура масляной ванны в редукторе при естественной конвекции воздуха.

[tм] – максимально допустимая температура нагрева масла (обычно 75…90°C);

P1=1.293кВт  – подводимая мощность (мощность на валу червяка);

КТ=8…17.5 Вт/(м2°С) – коэффициент теплопередачи корпуса (большие значения принимают при хорошей циркуляции воздуха) Примем  КТ=14 Вт/(м2°С);

t0 – температура окружающего воздуха, 20°С;

а – межосевое расстояние червячной передачи, м;

tм < [tм] , следовательно, редуктор специально охлаждать не надо.

2.17.    Расчет червяка на жесткость.

            Расстояние между серединами опор вала червяка при приближенном расчете можно принимать равным:

L = 0.95×d2 = 0.95×200 = 190 (мм)

            Правильность зацепления червячной пары может быть обеспечена лишь при достаточной жесткости червяка. Средняя допускаемая стрела прогиба [f] червяка может быть принята:

Стрела прогиба червяка, вал которого опирается на два радиально-упорных подшипника определяется по формуле:

Здесь

L – расстояние между серединами опор;

Jпр – приведенный момент инерции сечения червяка, определяемый по эмпирической формуле:

Найдем реальную стрелу прогиба:

f < [f], следовательно, условие жесткости выполняется.

3.         ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА И ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ.

            Рассчитаем входной и выходной валы. Из предыдущих расчетов редуктора известно:

а) моменты передаваемые валами  ТI = 17.64 Н×м и ТII = 284.461 Н×м;

б) диаметры  d1 = 50 мм  и  d2 = 200 мм;

3.1.      Входной вал червячного редуктора.

3.1.1.   Выбор материала вала.

            Назначаем материал вала - сталь 40ХН. Принимаем по таблице 3 [3]:

sВ =  820 МПа, sТ = 650 МПа.

3.1.2.   Проектный расчет вала.

  По стандартному ряду принимаем dв=18 мм, тогда по таблице 2 из [3]  t =2 мм, r = 1.6 мм,

f =1.

3.1.3.   Определим диаметры участков вала.

            Диаметры участков вала рассчитаем в соответствии с рекомендациями пункта 4 таблицы 1 [3].

            Диаметры подшипниковых шеек:

dп1 = dв+2×t = 18+2×2 = 22 (мм);

Значения dп  должны быть кратны 5, поэтому принимаем dп1 = 25 мм

dбп1 = dп1+3.2×r = 25+5.12 = 30.12 (мм)

  По стандартному ряду принимаем dбп1 = 30 мм

Здесь (по таблице 2 из [3]) t = 2.2 мм,  r = 2 мм,  f = 1.

Параметры нарезанной части: df1 = 38 мм; d1 = 50 мм  и  da1 = 60 мм

Расстояние между опорами червяка примем равным диаметру червячного колеса, то есть

l1 » 2­10 мм

Расстояние от середины выходного конца до ближайшей опоры f1 = 70 мм

3.2.      Выходной вал.

3.2.1.   Выбор материала вала.

            Выберем сталь 45

По стандартному ряду принимаем dв=36 мм, тогда по таблице 2 из [3]  t =2.5 мм, r = 2.5 мм, f=1.2

3.2.3.   Определим диаметры участков вала.

            Диаметры участков вала рассчитаем в соответствии с рекомендациями пункта 4 таблицы 1 [3].

            Диаметры подшипниковых шеек:

dп2 = dв+2×t = 36+2×2.5 = 41 (мм);

Значения dп  должны быть кратны 5, поэтому принимаем dп2 = 40 мм

dбп2 = dп2+3.2×r = 40+3.2×2.5 = 45 (мм)

  По стандартному ряду принимаем dбп2 = 45 мм

Здесь (по таблице 2 из [3]) t = 2.8 мм,  r = 3 мм,  f = 1.6

dк > dп , примем  dк = 48 мм. Для 48 мм принимаем t = 2.8 мм, r = 3 мм, f = 1.6, тогда

dбк = dк + 3f = 48 + 3×1.6 » 52 (мм)

Диаметр ступицы червячного колеса:

dст2 = (1.6…1.8)dбп2 = (1.6…1.8)×45 = 72…81 (мм)

Принимаем dст2 = 76 мм.

Длина ступицы червячного колеса:

lст2 = (1.2…1.8)dбп2 = (1.2…1.8)×45 = 54…81 (мм)

Принимаем  lст2 = 60 мм.

3.3.      Подбор подшипников.

3.3.1.   Подбор подшипников для червяка.

            Для червяка примем предварительно подшипники роликовые конические 7205 легкой серии. Схема установки подшипников – враспор. Из таблицы 19.24 [4] выписываем: d = 25 мм, D = 52 мм, Т = 16.25 мм, e = 0.36. Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме lT = 200 мм. Тогда расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников:

lП = lТ + 2Т = 200 + 2×16.25 = 232.5 (мм)

Искомое расстояние l3 равно:

l3 = lП – 2а = 232.5 - 2×12.745 » 208 (мм)

3.3.2.   Подбор подшипников для вала червячного колеса.

            Для вала червячного колеса примем подшипники роликовые конические 7208 легкой серии. Схема установки подшипников – враспор. Из таблицы 19.24 [4] выписываем: d = 40 мм, D = 80 мм, Т = 19.25 мм, e = 0.38. Расстояние между заплечиками вала по компоновочной схеме lT = 80 мм. Тогда расстояние между широкими торцами наружных колец подшипников:

lП = lТ + 2Т = 80 + 2×19.25 = 118.25 (мм)

Искомое расстояние l3 равно:

l6 = lП – 2а = 118.25 - 2×17.225 » 84 (мм)

Другие линейные размеры, необходимые для определения реакций, берем по компоновочной схеме: l1 = мм, l2 = 104 мм, d1 = 50 мм, l4 = мм, l5 = мм, d2 = 200 мм.

4.          КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ЧЕРВЯКА И ЧЕРВЯЧНОГО КОЛЕСА.

4.1.      Размеры червяка.

            Червяк выполняем за одно целое с валом. Размеры вала и червяка были определены ранее, поэтому только выпишем их для удобного дальнейшего использования:

-      диаметр делительной окружности        d1  = 50 мм;

-      диаметр вершин                                      da1 = 60 мм;

-      диаметр впадин                                       df1  = 38 мм;

-      длина нарезанной части червяка          b1  = 67 мм;

-      диаметр вала                                            dбп1 = 30 мм.

4.2.       Расчет конструктивных размеров червячного колеса.

Все расчеты в данном пункте ведем в соответствии с методикой приведенной в [4] §6 главе 4.

Основные геометрические размеры  червячного колеса были нами определены ранее. Для удобства дальнейшего использования выпишем их:

-      диаметр делительной окружности        d2  = 200 мм;

-      диаметр вершин                                      da2 = 210 мм;

-      диаметр впадин                                       df2  = 188 мм;

-      ширина венца червячного колеса         b2   =  45 мм;

-      диаметр отверстия под вал                    d    =  48 мм;

-      диаметр ступицы червячного колеса   dст2 = 76 мм;

-      длина ступицы червячного колеса       lст2  = 60 мм.

  Колесо конструируем отдельно от вала. Изготовим червячное колесо составным (рис.4.1.): центр колеса из серого чугуна, зубчатый венец – из бронзы БрА9ЖЗЛ. Соединим зубчатый венец с центром посадкой с натягом. Так как у нас направление вращения постоянное, то на наружной поверхности центра сделаем буртик. Такая форма центра является традиционной. Однако наличие буртика усложнит изготовление и центра, и венца.

  Червячное колесо вращается с небольшой скоростью, поэтому нерабочие поверхности обода, диска, ступицы колеса оставляем необработанными и делаем конусными с большими радиусами закруглений.

  Острые кромки на торцах венца притупляем фасками  f » 0.5m, где  m – модуль зацепления.

f = 0.5×5 = 2.5 (мм)

  В зависимости от диаметра отверстия червячного колеса принимаем стандартное значение фасок по таблице 4.1 из [4], то есть f = 1.6 мм

  Рассчитаем основные конструктивные элементы колеса:

h » 0.15b2 = 0.15×45 = 7 (мм);

t = 0.8h = 0.8×7 = 5.6 (мм);

Sч = 2×m = 2×5 = 10 (мм);

Sо = 1.3×Sч = 1.3×10 = 13 (мм);

C = 1.25×So = 1.25×13 » 16 (мм).

5. РАСЧЕТ ЭЛЕМЕНТОВ КОРПУСА РЕДУКТОРА.

5.1.      Конструирование корпуса.

Конструкцию корпуса червячного редуктора принимаем по рис.11.15 из [4]. Для червячного редуктора с межосевым расстоянием меньшим 160 мм рекомендуется неразъемный корпус с двумя окнами на боковых стенках, через которые при сборке вводят внутрь корпуса комплект вала с червячным колесом.

принимаем М8, число болтов  z = 8.

            Для удобства сборки диаметр D отверстия окна выполняем на величину 2С = 4 мм больше максимального диаметра колеса dам2 = 210 мм. Чтобы добиться необходимой жесткости, боковые крышки выполняем с высокими центрирующими буртиками (Н). Соединение крышек с корпусом уплотняем резиновыми кольцами круглого сечения.

принимаем d = 8 мм.

Толщины стенок боковых крышек                                     d1 = 0.9d = 0.9×8 » 7 (мм)

Диаметр отверстия под крышку                              D = dам2 + 2С = 210 + 4 = 214 (мм)

Размеры конструктивных элементов крышек:      С = 2 мм, D = 214 мм,

Dк = D + (4…4.4)d = 214 + (4…4.4)×8 = 246…250 (мм),

примем  Dк  равным 248 мм;

Dф = Dк + 4 мм = 248 мм + 4 мм =252 мм;

Н ³ 0.1×Dк = 0.1×248 = 24.8 (мм).

Примем Н равным 30 мм.

            Размер hp = 163 мм.

Диаметр dф болтов для крепления редуктора к плите:

dф = 1.25d = 1.25×8 = 10 (мм),

Принимаем  М10, число болтов – 4.

Диаметр отверстия для болта  d0 = 12 мм (по таблице 11.11 из [4]).

Толщина лапы – 15 мм.

Высота ниши  h0 = 2.5(dф + d) = 2.5(10 + 8) = 45 (мм)

Глубина ниши – 24 мм.

Ширина опорной поверхности – 32 мм.

5.2.      Конструирование стакана и крышек подшипников.

Стакан (рис. 5.1.) и крышки (рис. 5.2.) подшипников изготовим из чугуна марки СЧ15. Примем для всех подшипников привертные крышки, которые будем крепить к корпусу редуктора болтами. Рассчитаем все конструктивные элементы и, для удобства дальнейшего использования, занесем в таблицы 5.1 и 5.2.

                                                                                                  Таблица 5.1.

Размеры конструктивных элементов крышек подшипников (мм)

                                                                                                 Таблица 5.2.

Размеры конструктивных элементов стакана (мм)

6.          ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ.

Для валов основным видом разрушения является усталостное, статическое разрушение наблюдается значительно реже. Оно происходит под действием случайных  кратковременных перегрузок. Поэтому для валов расчет на сопротивление усталости является основным, а расчет на статическую прочность выполняется как проверочный.

6.1.        Проверочный расчет входного вала.

6.1.1.     Выбор расчетной схемы и определение опорных реакций.

				My Н×мм Страницы: 1, 2, 3, 4, 5