Материал: Расчет привода

согласно таблице 7.7 с учетом того, что диаметр шкива для ремней сечения Б не должен быть менее 125 мм, принимаем .

Диаметр ведомого шкива:

Уточняем передаточное число:

Устанавливаем межосевое расстояние:

Расчетная длина ремня:

Принимаем стандартную длину ремня .

Уточняем межосевое расстояние:

Найденное межосевое расстояние удовлетворяет рекомендациям методики расчета:

Угол обхвата ремнем малого шкива:

.

Это также удовлетворяет требованию по минимальному углу обхвата .

Скорость ремня:

Мощность , которого может передать один ремень U=1 для скорости , равна 1,52кВт.

Мощность , которую может передать один ремень в заданных условия:

Принимаем число ремней z=4, тогда , а

Окончательно z=2.

Сила предварительного натяжения одного ремня:

для сечения В,

Сила, действующая на вал:

Приняв класс точности ремней II, ресурс передачи вычисляем по формуле:

Ширину шкива для сечения А и двух ремней определяем по формуле:

.

4. Эскизная компоновка редуктора

Чтобы поверхности вращающихся валов не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор  и зазор , которые определяются по формулам:

 Принимаем а=12мм

.

.

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:

.

Принимаем .

На рис.4.1. показана эскизно-компоновочная схема редуктора на основе которой установим:

) для входного (быстроходного) вала

.

-ширина подшипника 36207

 - зазор для маслозащитного кольца, а=12мм

 - ширина зубьев шестерни;

Примем а1=154мм=a1+b1=48+154=202мм

ш=44мм-ширина шкива

Примем с1=62мм

Рис. 4 - Эскизно - компоновочная схема редуктора

) для выходного вала

,

Принимаем .

,

Принимаем .

Принимаем с3=94мм

) для промежуточного вала:

При подшипнике 36208, у которого Bn2=18мм>Bn1=17мм

Принимаем .

Вычисленные размеры ai, bi, ci позволяют составить расчетные схемы нагружения валов.

5. Выбор и проверка шпонок

Шпонка на вал-шестерню (быстроходный)

Для установки на входной вал (dш=32мм) шкива клиноременной передачи с длиной ступицы Lст=44мм 10х8, выберем шпонку 10х8х32 ГОСТ 23360-78. Размеры шпонки: ширина b=10мм, высота b=6мм, t=5мм, длина l=32мм.

Материал шпонки - сталь чистотянутая с σв≈600МПа.

Проверим выбранную шпонку по напряжениям смятия:

;

для стальных ступиц [σсм]=100МПа

где lp=l-b=32-10=22мм- расчетная длина шпонки

При T1=54,7Нм

Шпонка для промежуточного вала.

При dв=dк2=42мм шпонка bxh=12x8мм, t=5мм. Ширина зубчатого колеса bw2=42мм. Примем Lшп=32мм, тогда Lраб=Lшп-b=32-12=20мм.

При Т2=262,3Нм

Условие прочности не обеспечивается.

Определим  тогда Lш=Lр+b=41,6+12=53,6мм.

Учитывая принятое заниженное значение [σсм]=100МПа примем Lш=50мм, тогда Lстк=60мм.

Шпонки для выходного (тихоходного) вала редуктора.

) Шпонка под муфту.м=65мм, сечение шпонки 20х12мм, t=7,5мм.

При Т3=1133,2Нм рабочая длина шпонки

 тогда Lш=Lр+b=77,48+20=97,48мм

При Lм=105мм принимаем стандартное значение Lш=100мм

) Шпонка под колесо.

При dk=78мм, шпонка bxh=22x14мм, t=9мм.

При Т3=1133,2Нм рабочая длина шпонки

Длина шпонки Lш=lp+b=80,11 мм.

Принимаем Lш=80мм и Lстк=90мм

6. Проверочные расчеты валов

Определение реакций опор для быстроходного вала.

Расчетная схема нагружения вала показана на рис. 5.

Рис. 5 - Расчетная схема нагружения быстроходного вала

Исходные данные: крутящий момент Tб=54,7 Н·м, nб=n1=482,5об/мин. Материал вала-сталь улучшенная.

σв= 750Мпа, σТ=450Мпа, dшк=32мм- посадочный диаметр вала подшипников ременной передачи, dп=35мм- диаметр вала под подшипник, dбп=40мм, t=(dбп-dn1)/2=2,5мм, d1=42,99мм. Силы в зацеплении Ft1=2545H, FM=948H, Fa1=557H, Fp.n=731H.

Определение реакций опор

) В плоскости YAZ(вертикальной)

Проверка:=948H=RBY+RAY=663,46+284,54=948H

Реакции опор в плоскости XAZ(горизонтальной)

Проверка:ВX+RAX=948,88+829,12=1814Н=Ft1-Fp.n=2545-731=1814H

Суммарные радиальные реакции опор:

=RB=1188H

Осевая реакция RAZ=FA=557H

Определение реакций опор для промежуточного вала

Исходные данные: Ft2=2545H, Fr2=948H, Fa2=557H, Ft3,t4=65.58H? da2=217.01мм, Fr3,r4=2387H.

Расчетная схема приведена на рис. 6.

Рис. 6 - Схема нагружения промежуточного вала

) Реакции опор в плоскости YAZ(вертикальной)

Реакции опор в плоскости XAZ(горизонтальной)

Проверка:ВX+RAX=4256,68+4846,32=9103Н=Ft2+Ft3=2545+6558=9103H

Суммарные радиальные реакции опор:

Осевая реакция RAZ=FA=557H

Проверочные расчеты для выходного вала.

Определение реакций опор.

Расчетная схема нагружения приведена на рис. 7.

Рис. 7 - Схема нагружения выходного вала

Нагрузки: крутящий момент T3=1133,2 Н·м,, усилия на зубчатым колесе,,- нагрузка от муфты.

Реакции опор в плоскости YAZ(вертикальной)

Реакции опор в плоскости XAZ(горизонтальной)

Проверка:ВX-RАX=8054,1-6196,1=1858Н=FM-Ft=8416-6558=1858H

Суммарные радиальные реакции опор:

=RB=8198H

Расчет вала на сложное сопротивление учитывает совместное действие деформаций изгиба и кручения.

) Определим изгибающие моменты на участках вала

а) в плоскости YAZ

В сечении «С» вала My1=RAYa3=RBYb3=1530*74=113220Нмм

б) в плоскости XAZ

в)Суммарный изгибающий момент

Эпюры изгибающих моментов показаны на рис.6.3. В местах, где MƩmax, сечения вала считаются основными.

Приведенные (эквивалентные) моменты

Проверка прочности вала в опасных сечениях

а) по месту установки подшипника в опоре «В»

В опоре «В» dв=dп=70мм

Условие прочности  при dв=70мм

Условие прочности обеспечивается

б) по месту закрепления колеса (сечение «С»)

Условие статической прочности вала выполняется.

Проверка вала на усталостную прочность.

Материал вала - Сталь 45, улучшенная, σв≤700Мпа.

Пределы прочности: σ-1=280МПа,

Общий расчетный коэффициент запаса усталостной прочности вала в сечениях вала:

где  - запас сопротивления усталости по изгибу;

 - запас сопротивления усталости по кручению.

,

В этих формулах  и  - амплитуды переменных составляющих циклов напряжений;  и  - постоянные (средние) составляющие.

 и  - пределы выносливости по нормальным и касательным напряжениям.

;

 и  - эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении (при r/d=0.03 и t/r=2)

 и  - масштабные коэффициенты при изгибе и кручении (при dв=70мм)

) Проверим запас усталостной прочности по месту установки подшипника в опоре «В».

,  - для среднеуглеродистых сталей коэффициенты чувствительности материала к асимметрии цикла напряжений.

Запас усталостной прочности по касательным напряжения

Суммарный коэффициент запаса

Условие усталостной прочности обеспечивается.

) Проверим запас усталостной прочности для сечения «С».

,

Коэффициенты:  и ; ,

Запас прочности по нормальным напряжениям

Запас прочности по касательным напряжениям