Материал: Привод ленточного конвейера

 (4.2)

S_н - коэффициент безопасности для редукторов, зависит от термообработки;

 (4.3)

Для проектирования не коррегированной передачи принимаем межосевое расстояние из нормального ряда a=200мм.

4.2 Определение количества зубьев

Определение суммарного числа зубьев

_Σ =2 а _w / m; (4.4)

Подставляя значения в формулу получаем_Σ = 2 *200 / 2 = 200.

Определение числа зубьев шестерни

₁ = Z_Σ / (u +1) ; (4.5)

Подставляя суммарное число зубьев Z_Σ = 100 и передаточное число u = 5 получим₁ = 200/ (9,09 +1) = 19,82.

Назначаем Z₁ = 20.

Определение числа зубьев колеса

₂ = Z_Σ - Z₁ ; (4.6)

Подставляя значения, получим₂ = 200-20 =180.

4.3 Определение нормального модуля

 (4.5)

где а -межосевое расстояние, мм;

По ГОСТ 9563-80 принимаем =2мм

4.4 Определение диаметров колёс

 (4.6)

где -уточнённый модуль зацепления;

-количество зубьев на первом колесе;

-угол наклона зубьев,;

 (4.7)

проверка:  (4.8)

где -делительный диаметр первого колеса, мм;

-делительный диаметр второго колеса;

Таблица 4.1 - Геометрические размеры колес

4.5 Расчет передачи на контактную прочность

Окружная скорость колеса:

 (4.13)

где -уточнённый делительный диаметр второго колеса, мм;

-частота оборотов на втором валу, ;

При данной скорости назначаем 8-ю степень точности.

При данной скорости выбираем

Коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений:

 (4.14)

где - коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки по ширине венца;

- динамический коэффициент, зависящий от окружной скорости колес и точности их изготовления;

- коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки между зубьями;

Проверяем контактные напряжения:

 (4.15)

где -уточнённое межосевое расстояние, мм;

-уточнённое передаточное отношение;

- коэффициент нагрузки для проверки контактных напряжений;

-крутящий момент на втором валу, об/мин;

Определяем отклонение:

 (4.14)

Т.к. расчётное напряжение σ_н меньше допускаемого [σ]_H в пределах 15%, то ранее принятые параметры передачи принимаем за окончательные.

5. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ

Ведущий вал: находим диаметр выходного конца при допускаемом напряжении по формуле:

 (5.1)

где [t_к] - допустимые касательные напряжения при кручении

([t_к]=20 - 25МПа);

Полученный диаметр согласуем с диаметром вала электродвигателя и со стандартной муфтой. Назначаем =28мм.

Рисунок 5.1 - Схема быстроходного вала с размерами

Примем диаметр вала под подшипниками 35мм. Шестерню выполняем за одно целое с валом.

Ведомый вал: Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении  по формуле:

 (5.2)

где М_2кр-крутящий момент на втором валу, Нм;

Принимаем диаметр вала под шестерню 42мм.

Примем диаметр вала под подшипниками 55мм.

Диаметр вала под зубчатым колесом: 60мм.

Размеры ступиц колес:

 (5.3)

Рисунок 5.2 - Схема тихоходного вала с размерами

Толщина стенки редуктора:

Толщину стенки редуктора принимаем 6 мм.

Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора

6. НАГРУЗКИ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

Консольные силы в зацепление цилиндрической закрытой передачи.

Окружные силы в зацеплении шестерни и колеса:

 (6.1)

где    М_1в - крутящий момент на первом валу, Нм;

d₁ - делительный диаметр первого колеса, мм.

Радиальные силы в зацеплении шестерни и колеса:

 (6.2)

где    - угол зацепления в цилиндрической косозубой закрытой передаче принят, в градусах (, );

 - действительная величина угла наклона зубьев для косозубых передач, в градусах(β=0).

Консольные силы в шестерне открытой передачи на тихоходном валу, Н:

Окружное усилие

Радиальное усилие

Консольные силы в муфте на быстроходном валу, Н:

 (6.4)

где    - вращающий момент на валу быстроходной передачи, Нм;

. РАСЧЕТНАЯ СХЕМА ВАЛОВ РЕДУКТОРА

7.1 Предварительный выбор подшипников

Выбираем подшипник для вала-шестерни:

Тип подшипника: радиальный шариковый однорядный легкой серии 207.

Данные подшипника:

d=35мм.

D=72мм.

В=17мм.

Выбираем подшипник для тихоходного колеса:

Тип подшипника: радиальный шариковый однорядный лёгкой серии 211.

Данные подшипника:

d=55мм.

D=100мм.

В=21мм.

7.2 Исходные данные для построения эпюр

Силовые факторы, Н:

на шестерне:

Делительный диаметр шестерни прямозубой передачи:

Расстояние между точками приложения реакций в опорах подшипников быстроходного вала :

,

где    - ширина подшипника для быстроходного вала, в мм;

На колесе:

Делительный диаметр колеса косозубой передачи:

7.3 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов тихоходного вала

Плоскость YOZ(вертикальная). Учитываем усилие от зубчатой открытой передачи F_r1 =1,22кН.

Определяем реакции в опорах

ΣМ_А=0:

Или

ΣМ_b = 0:  или

Подставляя значения, получим кН.

ΣF(Y) = 0:

Строим эпюру изгибающих моментов Мy.

Участок АC:

Мy = Y_a * Z,

Точка А: Z= 0, М_y = 0Нм.

Точка С: Z=a, М_y=Y_a*a=0,98*70 =68,6Нм.

Участок DВ:

М_y = F_r1 *Z,

Точка D Z= 0, М_x = 0Нм.

Точка В: Z= c, М_x = 1.22*100 = 122Нм

Участок ВC:

М_y = F_r1 *(c+Z)+ Y_b*Z,

очка B Z= 0, М_x = 122Нм.

Точка C: Z= b, М_x = 1,22*(100+70) - 1.98*70=68.6Нм

Плоскость XOZ (горизонтальная).

Учитываем усилие от зубчатой открытой передачи F_t =3,4кН.

Определяем реакции в опорах.

ΣМ_А=0:

Или

Подставляя значения, получим

ΣМ_b = 0:  или

Подставляя значения, получим кН.

ΣF(Y) = 0:

Строим эпюру изгибающих моментов М x.

Участок АC:

М_x = X_a * Z,

Точка А: Z= 0, М_x = 0Нм.

Точка С: Z= a, М_x = X_a * a =2.75*70=192.5Нм.

Рисунок 3.1 - Расчетная схема и эпюры моментов тихоходного вала

Участок DВ:

М_x = F_t1 *Z,

Точка D Z= 0, М_x = 0Нм.

Точка В: Z= c, М_x = 3.4*100 =340Нм

Участок ВC:

М_x = F_t1 *(c+Z)+ X_b*Z,

очка B Z= 0, М_x = 340Нм.

Точка C: Z= b, М_x = - F_t1 *(c+b)+ X_b*b = 3.4(100+50)-5.5*70=192.5Нм

Строим эпюру крутящего момента Мк.

Определяем суммарные моменты;

7.4 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов быстроходного вала

Плоскость YOZ(вертикальная). Определяем реакции в опорах

Строим эпюру изгибающих моментов Мy.

Участок АC:

Мy = Y_a * Z,

Точка А: Z= 0, М_y = 0Нм.

Точка С: Z=a, М_y=Y_a*a=0,115*70 =8Нм.

Плоскость XOZ (горизонтальная).

Учитываем усилие от муфты F_Σ =0,45кН.

Определяем реакции в опорах.

ΣМ_А=0:

Или

Подставляя значения, получим

ΣМ_b = 0:  или

Подставляя значения, получим кН.

ΣF(Y) = 0:

Строим эпюру изгибающих моментов М x.

Участок АC:

М_x = X_a * Z,

Точка А: Z= 0, М_x = 0Нм.