КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ КОРПУСА И КРЫШКИ РЕДУКТОРА

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ КОРПУСА И КРЫШКИ РЕДУКТОРА

Корпус редуктора выполняем литым из чугуна марки СЧ 15 ГОСТ 1412-79.Для удобства сборки корпус выполняем разборным. Плоскость разъема проходит через оси валов, что позволяет использовать глухие крышки для подшипников. Плоскость разъема для удобства обработки располагаем параллельно плоскости основания. Для соединения корпуса и крышки редуктора по всему контуру плоскости разъема выполняем фланцы. Фланцы объединены с приливами для подшипников.

Толщина стенок основания корпуса и крышки редуктора:

=0,025·150+1=5,5

Принимаем ,

=0,02·150+1=4,6

Принимаем .

Толщина фланцев поясов корпуса и пояс крышки

нижний пояс корпуса

,

принимаем р=20 мм.

Диаметры болтов:

-  фундаментальных

принимаем болты с резьбой М18

-  крепящих крышку корпуса у подшипников

принимаем болты с резьбой М12.

-  соединяющих крышку с корпусом

принимаем болты с резьбой М10.

Ширина фланцев: К=2,7d

верхнего К₁=2,7 ·10=27 мм;

нижнего К₂=2,7· 18=50 мм.

Толщину стенок крышек подшипников, принимаем в зависимости от диаметра самого подшипника по табл. 5.4 [3].

6. РАСЧЕТ ВАЛОВ И ПОДШИПНИКОВ РЕДУКТОРА   6.1 Расчет входного вала

Материал вала сталь 45Х

Определяем изгибающий момент по формуле (6.12)

 Н·м

Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости

Проверка

-912,7+779,2+133,5=0

Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости

Производим проверку правильности определения численных значений реакций

-

Диаметр выходного конца вала d=25 мм

Диаметр под подшипники d=30 мм

мм(6.2)

Определяем диаметр вала в опасном сечении считаем опасным сечением вал под подшипником, так как шестерня выполняется заодно с валом по формуле (6.2)

мм,

принимаем d=30 мм.

Определим момент сопротивления сечения вала по формуле (6.3).

Определим полярный момент по формуле (6.5).

Определим коэффициент безопасности по изгибу по формуле (6.5).

 табл.12.13 [1]

 табл.12.9 [1]

=0,77, =0,81 табл.12.2 [1]

=1,9, =1,7 табл.12.3 [1]

По формуле (6.7)

По формуле (6.7)

Расчет подшипников

Принимаем подшипник №206.

Характеристика подшипников: С=38000 Н; С₀=25500 [2].

Требуемая долговечность 2000 ч.

Реакции в подшипниках:

(6.8)

Реакции в подшипниках определим по формуле (6.8).

Н

Н

е=0,42

X=1 Y=0, (6.10)

По формуле (6.10)

Подшипник подобран верно.

6.2 Расчет промежуточного вала

Материал вала сталь 45Х.

Определяем изгибающий момент по формуле

 Н·м(6.11)

 Н·м

Определяем реакции в опорах в горизонтальной плоскости

 Н

 Н

Производим проверку правильности определения численных значений реакций

,

Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости

Производим проверку правильности определения численных значений реакций

-397,37-912,7+2422-1111,5=0

Принимаем диаметр вала под подшипник d=45 мм.

Определяем диаметр вала в опасном сечении по формуле (6.2).

Опасное сечение возникает под зубчатым колесом.

мм

Конструктивно принимаем d=50 мм.

Определим момент сопротивления сечения вала по формуле (6.3).

Определим полярный момент по формуле (6.5).

Определим коэффициент безопасности по изгибу по формуле (6.5).

 табл.12.13 [1]

 табл.12.9 [1]

=0,77, =0,81 табл.12.2 [1]

=1,9, =1,7 табл.12.3 [1]

По формуле (6.7)

По формуле (6.7)

Расчет подшипников

Принимаем подшипник №209.

Характеристика подшипников: С=67200 Н; С₀=50000 [2].

Требуемая долговечность 2000 ч.

По формуле (6.8)

Н

По формуле (6.9)

Н

е=0,28

X=1 Y=0

По формуле (6.12)

Подшипник подобран верно.

6.3 Расчет выходного вала

Материал вала сталь 45

Определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости

Производим проверку правильности определения численных значений реакций

-5486-2442+10260-2332=0

Определяем реакции в опорах в горизонтальной плоскости

=3327,2

Диаметр выходного конца вала d=55мм

Диаметр под подшипники d=60мм

Определяем диаметр вала в опасном сечении по формуле (6.2).

Опасное сечение является в подшипнике В.

мм, принимаем d=60

Определим момент сопротивления сечения вала по формуле (6.3).

Определим полярный момент по формуле (6.5).

Определим коэффициент безопасности по изгибу по формуле (6.5).

 табл.12.13 [1]

 табл.12.9 [1]

=0,77, =0,81 табл.12.2 [1]

=1,9, =1,7 табл.12.3 [1]

По формуле (6.7)

По формуле (6.7)

Расчет подшипников

Принимаем подшипник №212.

Характеристика подшипников: С=52000 Н; С₀=31000 [2].

Требуемая долговечность 2000 ч.

Реакции в подшипниках определим по формуле (6.8).

Н

По формуле (6.10)

Н

X=1 Y=0

По формуле (6.11)

Подшипник подобран верно.

7. РАСЧЕТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ   7.1 Выбор материала и методика расчета

Для закрепления на валах зубчатых колес и соединительных муфт применены призматические шпонки, выполненные по ГОСТ 23360 /СТ СЭВ 189-75/. Материал шпонок - сталь 45 для шпонок с пределом прочности . Так как высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам, расчет сводится к проверке размеров по допускаемым напряжениям при принятой длине или на основании допускаемых напряжений находится ее длина.

  7.2 Расчет шпонок

Рабочая длина шпонки определяется по формуле:

(7.1)

гдеT - наибольший крутящий момент на валу, Нм; d - диаметр вала, мм; h - высота шпонки, мм;  МПа – допускаемые напряжения смятия; t₁ - заглубление шпонки в валу, мм.

Шпонка для соединения выходного вала со шкивом

Выбираем шпонку для диаметра  мм, и крутящим моментом Т=75.32 Нм для которой b=8 мм, h=7мм, t₁=4мм. Определяем минимальную длину:

 мм.

Полная длина шпонки  мм. Принимаем шпонка 8´7´36 ГОСТ 23360-78. Для соединения шестерни и цилиндрического колеса с промежуточным валом принимаем шпонку для диаметра d=50 мм с крутящим моментом Т=289.47 Нм, для которой b=16 мм, h=10мм, t₁=6 мм. Определяем минимальную длину:

Полная длина шпонки  мм. Принимаем шпонку 16´10´50 ГОСТ 23360-78. Для соединения тихоходного вала с цилиндрическим колесом выбираем шпонку для диаметра d=65 мм с крутящим моментом Т=866.77 Нм, для которой b=20 мм, h=12 мм, t₁=7,5 мм. Определяем минимальную длину:

 мм.

Полная длина шпонки  мм.

Принимаем шпонку 20´12´50 ГОСТ 23360-78.

Для соединения входного вала с муфтой выбираем шпонку для диаметра d=55 мм с крутящим моментом Т=866.77 Нм для которой b=16 мм, h=10 мм, t₁=6 мм Определяем минимальную длину:

 39.08мм.

Полная длина шпонки  мм.

Принимаем шпонку 16´8´56 ГОСТ 23360-78.

8. ВЫБОР И РАСЧЕТ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ МУФТ

 

На входном валу редуктора находится муфта для соединения вала редуктора с электродвигателем. Принимаем для соединения вала редуктора и вала конвейера упругую втулочно-пальцевую муфту МВУП ГОСТ 21424-75.

Расчётный момент:

Т_р=к_рТ (7.1)

где к_р—коэффициент режима работы для ковшового элеватора к_р=1…2 стр.381. таб.17.1 /1/. Принимаем к_р=1,5.

Т_р=1,5·75,32=113 Н м

Расточки под полумуфты со стороны вала редуктора 25 мм. По табл. 17.8 стр. 386 /1/ принимаем муфту с наружным диаметром D=120 мм, и допускаемым расчётным моментом Т=125 Н м.

Характеристика муфты:

диаметр полумуфты d=25 мм;

расчётный момент Т_р=125 Н м;

наружный диаметр D=120 мм;

диаметр расположения пальцев D₀=84 мм

диаметр пальца d_п=14 мм

длина пальца l_п=33 мм

число пальцев z=4 мм

диаметр втулки d_вт=27 мм

длина втулки l_вт=28 мм

Проверяем пальцы на изгиб:

 (7.2)

где σ_и—наибольшее напряжение при изгибе в опасном сечении пальца, МПа;

[σ_и]—допускаемое напряжение при изгибе пальцев, МПа, [σ_и]=80…90 МПа стр.372 /1/.

Условие прочности пальцев на изгиб выполняется.

Проверяем условие прочности втулки на смятие:

 (7.3)

где [σ_см]—допускаемое напряжение на смятие для резины, МПа, [σ_см]=1,8…2 МПа стр. 372 /1/.

1,7 МПа≤[σ_cм]=1.8…2 МПа

Условие прочности втулки на смятие выполняется.

Посадки назначения в соответствии с указаниями, данными в табл. 8.11 стр.169 /4/.

Посадка зубчатого колеса на вал  по ГОСТ 25347—82.

Посадка шкива на вал редуктора .

Шейки валов подшипники выполняем с отклонением вала k6.

Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7.

Посадка крышек подшипников и корпус редуктора .

Выходные концы валов при переходе в крышках выполняем с отклонением вала h8.

9. ВЫБОР СМАЗКИ ДЛЯ ПЕРЕДАЧ И ПОДШИПНИКОВ   9.1 Смазывание зубчатого зацепления

Так как у нас редуктор общего назначения и окружная скорость не превышает 12,5 м/с, то принимаем картерную систему смазки, при которой в корпус редуктора заливается масло, так, чтобы венцы зубчатых колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю часть корпуса. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей. Для конически-цилиндрического редуктора глубина погружения зубчатых колес в масло должна быть такой, чтобы коническое колесо было погружено на всю ширину зубчатого венца.

По [7] определяем, что для смазки редуктора при окружной скорости 2…5 м/с и контактных напряжениях до 60 МПа необходимо масло с кинематической вязкостью 28·10^-6 м²/с. принимаем для смазки передачи редуктора масло И-40А ГОСТ 20799-75. Контроль уровня масла осуществляется при помощи жезлового маслоуказателя. Для замены масла в корпусе предусмотрено сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой. Внутренняя полость корпуса сообщается с внешней средой посредством установленной на крышку отдушины. Заливка масла осуществляется через люк.

  9.2 Смазывание подшипников

Смазка подшипников качения будет производиться из картера редуктора в результате разбрызгивания масла зубчатым колесом. Для этого полости подшипников выполняются открытыми внутрь корпуса.

литература

 

1.  Расчеты деталей машин/И.М. Чернин, А.В. Кузьмин, Г.М. Ицкович. – 2-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Выш.щкола, 1978. – 472 с.

2.  Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. В 3-х т. Т.2.– 6-е изд., перераб. и доп.–М.: Машиностроение, 1982.–584 с.

3.  Детали машин в примерах и задачах/Под общ. ред. С.Н. Ничипорчика. - 2-е изд. - Мн.: Вышэйшая школа, 1981. - 432 с.

4.  Шейблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. Пособие для техникумов. – М.: Высш. шк., 1991. – 432 с.

5.  Дунаев П.Ф. Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование: Учеб. пособие для машиностроит. спец. техникумов. - 2-е изд., перераб. и доп. - Высш. шк., 1990. - 399 с.

6.  Детали машин: Атлас конструкций/Под ред Д.Н. Решетова. - М.: Машиностроение, 1979. - 367 с.

7.  Методическое пособие "Курсовое проектирование" по деталям машин и прикладной механике. Под общ. ред. Томило С.С. Минск: БГАТУ 2003 г. – с. 114.

8.  Кузьмин А.В. Расчеты деталей машин: Справочное пособие/А.В. Кузьмин и др. - Мн.: Вышэйшая школа, 1986 - 400 с.