Определение сил, действующих в червячном зацеплении

10. Определение сил, действующих в червячном зацеплении.

Окружная сила  на червяке:

Окружная сила  на червячном колесе:

Осевая сила  на червяке:

Осевая сила  на червячном колесе:

Радиальная сила на червяке и червячном колесе:

3. Выбор типов подшипников качения и схем установки

Быстроходный вал крепится по схеме 3 (одна опора фиксирующая, вторая плавающая). Вал фиксируется двумя подшипниками слева (Рисунок 3.1).

Рисунок 3.1

Выбираем конические роликовые подшипники для фиксирующей опоры, а для плавающей опоры используем радиальный шариковый подшипник.

Промежуточный вал крепится по схеме 1 (враспор) (Рисунок 3.3).

Рисунок 3.3

В качестве опор применим роликовые радиально-упорные подшипники.

Тихоходный вал крепится по схеме 4 (плавающий вал) (Рисунок 3.2).

Рисунок 3.2

В качестве опор применим роликовые радиальные подшипники с короткими цилиндрическими роликами типа 2000(ГОСТ8328-75) без бортов на наружном кольце. С помощью пружинных колец внутренние кольца подшипников закрепляют на валу, а наружные - в корпусе. Отсутствие бортов на наружном кольце подшипника обеспечивает осевое плавание вала вместе с внутренними кольцами и комплектами роликов относительно неподвижных наружных колец.

Для опор приводного вала конвейера, размещённых в различных корпусах, используем сферические подшипники качения, которые закрепим по схеме 3 (одна опора фиксирующая, вторая плавающая). Вал фиксируется одним подшипником (Рисунок 3.4).

Рисунок 3.4

4. Проектный расчёт и разработка конструкции валов редуктора. Выбор типоразмеров подшипников качения и муфт

4.1 Быстроходный вал

Разработать конструкцию вала червяка по следующим исходным данным:

а) прототип конструкции – Рисунок 2.1;

б) вращающий момент на валу;

в) вал червяка соединяется с валом электродвигателя 4А100S2УЗ посредством упругой втулочно-пальцевой муфты МУВП (ГОСТ 21424 - 93);

г) форма конца вала коническая;

д) геометрические размеры нарезаемой части червяка:;; ; .

е) условия эксплуатации привода: работа в закрытом помещении, климатическое исполнение - У.

Порядок разработки

Подшипники вала червяка установлены по схеме 3, вариант 3.2 (одна опора

фиксирующая сдвоенная, вторая - плавающая). Конические роликоподшипники фиксирующей опоры установлены в стакане и регулирование зазоров в них проводится набором тонких металлических прокладок, размещаемых между фланцами подшипниковой крышки и стакана. Внутренние кольца подшипников поджаты к ступени вала диаметром  круглой шлицевой гайкой с многолапчатой стопорной шайбой. Для того, чтобы шлицевая гайка не касалась сепаратора, выступающего за пределы наружного кольца, между торцами внутреннего кольца левого подшипника и гайки установлена дистанционная втулка (кольцо). В качестве плавающей опоры используется радиальный шарикоподшипник, внутреннее кольцо которого закреплено на валу с помощью пружинного, упорного плоского кольца. По табл. 1П.2 приложения 1П размеры вала электродвигателя 4А100S2У3 диаметр , длина .

В схеме редуктора вал червяка является быстроходным (входным) валом. Согласно рекомендаций, изложенных в п. 5.1, конструирование быстроходного вала начинаем с определения диаметра  его концевого участка (первая ступень) по следующей формуле при  и :

.

Так как входной конец данного вала соединяется с валом электродвигателя посредством муфты, то необходимо выдерживать соотношение .

По ГОСТ 12081 - 72 на конические концы валов (табл. 2П.2 приложения 2П)

принимаем размеры конца вала червяка (первой ступени): диаметр , длина  (исполнение 1 - длинные). Крепление полумуфты с коническим отверстием на конце вала червяка будем осуществлять с помощью гайки М16х1,5 со стопорной шайбой, как показано на Рисунке 4.1.

Рисунок 4.1

Поэтому принимаем конец вала червяка типа 1. Принятый диаметр  соответствует табличному значению  для муфты МУВП (см. табл. 2П.39 приложения 2П)

Диаметр второй ступени принимаем , что соответствует размерам стандартной манжеты (см. табл. 2П.10 приложения 2П), устанавливаемой в подшипниковой крышке на второй ступени.

Определим диаметр  третьей ступени, на которой выполняется резьба для круглой шлицевой гайки. По табл. 2П.8 приложения 2П ближайшей большей по отношению к  является резьба М33х1,5. Однако диаметр ступени перед данной резьбой (в таблице обозначен ) должен быть не более 29,5 мм. В нашем случае размер данной ступени (у нас это ступень ) составляет 30 мм, что недопустимо. Окончательно принимаем, что на третьей ступени будет выполнена резьба М36х1,5. Для выхода резьбонарезного инструмента предусматриваем канавку, размеры которой принимаем по табл. 2П.5 приложения 2П для исполнения «узкая».

Па четвертой ступени вала диаметром  устанавливаются конические роликоподшипники, которые при сборке вала должны свободно проходить над третьей ступенью . Принимаем , что соответствует диаметрам подшипников. По табл. 2П.15 приложения 2П выбираем предварительно конические роликоподшипники средней серии 7308 (ТУ 37.006.162 - 89).

Пятая ступень вала диаметром  является буртиком (заплечиком) для подшипника 7308. По табл. 2П.18 приложения 2П . Так как для червяка , то с целью обеспечения свободного выхода инструмента при нарезании витков () принимаем окончательно .

Размеры нарезаемой части червяка (шестая ступень): ; ; ; .

Размеры остальных ступеней вала червяка: ; .

По табл. 2П.11 приложения 2П, исходя из , выбираем предварительно радиальный, шарикоподшипник легкой серии 80208. По табл. 2П.17 приложения 2П для подшипника 208 диаметр буртика (заплечика) . Но так как седьмая ступень вала, являющаяся буртиком для подшипника 80208, имеет размер , что вполне допустимо.

Расстояние между опорами вала червяка определяется конструктивно из условия обеспечения зазора  (где -толщина стенки нижней части корпуса редуктора) между червячным колесом и приливами для подшипниковых гнезд фиксирующей и плавающей опор.

Наружный диаметр дистанционной втулки, устанавливаемой между шлицевой гайкой и торцом внутреннего кольца левого конического роликоподшипника средней серии по табл. 2П.18 приложения 2П . Длину втулки принимаем конструктивно.

Разработку конструкции вала червяка завершаем выбором стандартной муфты МУВП по ГОСТ 21424 - 93 (табл. 2П.39 приложения 2П). Муфта МУВП соединяет вал электродвигателя цилиндрической формы диаметром  и длиной  с концом вала червяка конической формы диаметром  и длиной . Расчетный вращающий момент при выборе муфты согласно условия (5.5) при коэффициенте режима нагрузки  (привод индивидуальный реверсивный) и вращающем моменте на валу муфты .

Для соединяемых валов диаметрами 25 и 28 мм в ГОСТе предусмотрена

муфта с номинальным вращающим моментом (). Данная муфта подходит, так как выполняется условие <.

Примем исполнения полумуфт. На вал электродвигателя устанавливается полумуфта исполнения 1 - с цилиндрическим отверстием для длинных концов валов по ГОСТ 12080 - 66 (длина ступицы ). На входной конец вала червяка устанавливается полумуфта исполнения 4 - с коническим отверстием для коротких концов валов по ГОСТ 12081 - 72 (длина ступицы ). Обозначение муфты МУВП с номинальным вращающим моментом , одна из полумуфт диаметром , исполнения 1, другая диаметром , исполнения 4, климатического исполнения У (работа в районах с умеренным климатом) категории размещения 3 (работа в закрытом помещении); Муфта упругая втулочпо-пальцевая 125-28-1-25-4 УЗ ГОСТ 21424 - 93.

Следует обратить внимание, что в обозначении муфты МУВП после значения Т указывают обозначение полумуфты с отверстиями для крепления пальцев.

Похожие работы

Проектирование привода цепного конвейера

Скачать

16774

0

9

... проекта по “Деталям машин” были закреплены знания, полученные за прошедший период обучения в таких дисциплинах как: теоретическая механика, сопротивление материалов, материаловедение. Целью данного проекта является проектирование привода цепного конвейера, который состоит как из простых стандартных деталей, так и из деталей, форма и размеры которых определяются на основе конструкторских, те

Проект привода цепного конвейера

Скачать

41198

10

21

... Результаты расчётов сводятся в табл.1.2 и являются исходными данными для всех следующих расчётов. Таблица 1.2 Результаты кинетического и силового расчётов привода Параметры № вала N, кВт ω рад/с М,Нм 1 16,5 102,05 161,7 2,98 47,68 2 15,7 34,24 458,5 4 3 14,9 8,56 1740 4 4 14,3 2,14 6682 1 5 13 2,4 6542 2. Расчет ...

Проект привода к цепному конвейеру

Скачать

11229

0

1

... – КПД зубчатой цилиндрической прямозубой передачи; η3 = 0,99 – КПД пары подшипников качения, η4 = 0,8 – КПД цепной передачи Потребная мощность электродвигателя Частота вращения вала двигателя nЭ = n3 ∙ uРЕД ∙ uЦИЛ Где:  – частота вращения вала конвейера; uРЕД = 16…50 – интервал передаточных чисел редуктора; uЦИЛ = 2,5…5 – интервал передаточных ...

Расчет цепного конвейера

Скачать

53034

1

0

... 12,4-14,5 мм. Назначаем dк = 25 мм. dбк ≥ 25+3 ּ 1 = 28 мм. Назначаем dбк = 28 мм. dп = 25-3 ּ 1,5 = 21,5 мм. Назначаем dп = 20 мм. dбп ≥ 20+3 ּ 1,5 = 24,5 мм. Назначаем dбп = 25 мм. 3.2.3 Проверочный расчет валов Плоскость YOZ (вертикальная). Для определения реакции Rb воспользуемся уравнением (3.4) - Fr1 ּ 28+Fa2 ּ 45+Fr2 ּ 39+Fa1 &# ...