Проектування редуктора (стр. 4 из 6)
Колова сила дорівнює
.Натяг ведучої гілки пасадорівнює
.Напруга від сили F1, яка розтягує пас,дорівнює
,де lpі То – розміриперетину паса, які беруться залежно від d1ітипуперетину пасаза [3], табл. 7.7, с. 131.
Напруга від згинання пасадорівнює
,де Еu=50·106 Па для гумовотканинних пасів.
Напруга від відцентрової силидорівнює
,де r =1100…1200 кг/м3 – густина паса.
Максимальна напруга в ременідорівнює
,де s-1£ 7×106 Па – межа витривалості гумовотканинного паса.
Робочий ресурс клинопасової передачідорівнює
,де Nоц – базове число циклів, яке береться залежно від перетину пасаза[2], табл. 4.8.
Таблиця 4.8
| Перетин паса | 0, А | Б, В, Г | Д, Е |
| Nоц | 4,6×106 | 4,7×106 | 2,5×106 |
Коефіцієнт Сiдорівнює
.Коефіцієнт Сн=2 при періодично змінювальному навантаженні від нуля до номінального значення.
Кутові й лінійні розміри канавок шківів беруться за [3], табл. 7.12, с. 138 залежно від перетину паса, а ширина обода шківа дорівнює
,де е і f – розміри канавок із [3], табл. 7.12, с. 138.
4.5 Розрахунок шпоночного з'єднання
Одним із способів передачіскручувального момента є шпоночне з'єднання. Найбільш часто застосовуються призматичні
шпонки з плоскими чи скругленими торцями [2], табл. 24.32, с. 405 чи [3], табл. 8.9, с. 169, а для валів з діаметром до 44 мм допускається застосування сегментних шпонок [3], табл. 8.10, с. 171. Довжина шпонки lпризначається із стандартного ряду [2], табл. 24.1, с. 372, щоб вона була на 5…10 мм менше довжини маточини (зубчатого колеса, шківа, півмуфти). З'єднання з призматичною шпонкою перевіряється на витривалість за напругами зім'яття за формулою
,деТ – скручувальний момент,який передається шпонкою, Н×м;
lр – робоча довжина шпонки (при плоских торцях lр= l, при округлених lр= l– b);
d – діаметр вала в місці установлення шпонки;
[sсм] £100×106 Па – допустима напруга для стальноїматочини і [s]см£ 50×106 Па – для чавунної маточини.
Для середнього нормального режиму навантаження і нерухомого з'єднання маточини значення[s]смзменшується на 20-25%.
Якщо sсмстане більше [s]см, допускається установлення на валу двох шпонок під кутом 180о.
З'єднання з сегментною шпонкою перевіряється на витривалість за напругами зім'яття за формулою
Па.Сама сегментна шпонка перевіряється на витривалість за напругами зрізу за формулою
Па,де [t]ср.=0,6 [s]см.
Розміри шпонок у формулах для sсміtср беруться із наведених вище таблиць [2, 3].
4.6 Розрахунок і вибір муфти
Вибір пружної втулково-пальцевої муфти здійснюється за скручувальним моментом Тк, який передається нею відповідно до [4] чи [3] табл. 11.5, с.277. Пальці і кільця беруть стандартними з умовою розміщення у вигляді z×do£ 2,8 До, де z‑ число пальців; do – діаметр отвору під пружний елемент; До – діаметр розміщення пальців. Зовнішній діаметр муфтидорівнює
Д= До+(1,5…1,6) ×do.
Пружні елементи муфти перевіряються на зім'яття за формулою
, Па,деdп – діаметр пальця;
lвт – довжина пружного елемента;
[s]см = 2×106 Па – допустимі напруги зім'яття.
Пальці муфти перевіряються на міцність за згинальними напругами за формулою
, Па,дес=3…5 мм – осьовий зазор між півмуфтами;
[s]и= (160…200)×106 Па – допустимі напруги згинання.
Межоверадіальне зміщенняз'єднувальних муфтою валів дорівнює DS=0,1…0,15 мм.
Радіальна сила Fк, викликана цим зміщенням, дорівнює
Fк=сD×DS,,,,
де сD - радіальна жорсткість муфти Н/мм, яка визначається за табл. 4.9 залежно від діаметра вала d.
Таблиця 4.9
| d, мм | 16 | 20 | 25 | 30 | 40 |
| сD, Н/мм | 1550 | 2160 | 2940 | 3920 | 5400 |
4.7 Вибір ущільнень валів
Для ущільнення валів редукторів застосовують ущільнення, які за принципом дії поділяються на контактні (манжетні ), лабіринтні, щілинні, відцентрові, торцеві і комбіновані. Манжетні ущільнення поділяються на два типи [3] табл. 9.16, с.209 чи [2] табл. 24.29, с.402. Перший тип застосовують при швидкості ковзання u£ 20 м/с, другий тип (з пильником) – при u£ 15 м/с. Поверхню вала під манжетне ущільнення необхідно гартувати до твердостіHRC40, мати шорсткість Rа£ 0,32 мкм, допуск вала під ущільнення h11. Лабіринтні ущільнення (осьовіі радіальні) застосовують при будь-яких швидкостях, як і щілинні.
Розміри канавок і зазори лабіринтних і щілинних ущільнень подані в [3] табл. 9.17, с.210, а їх конструкції – в [3] рис. 9.44-9.46, с.210. Для нереверсивних зубчатих передач застосовують ущільнення вала манжетоюз гвинтовими канавками на поверхні вала глибиною0,02 мм [2] рис. 11.30, с.161.
У даному курсовому проектів обов'язковому порядку однеіз ущільнень вала виконується торцевим [2] рис. 11.19, с.157 ірис. 11.33, с.163. Ущільнення цього типу застосовують для валів холодильних чи газових компресорів. Воно вміщує нерухоме підпружинене кільцеіз сталі марок 40Х, ШХ15, загартованої до високої твердості, яке оснащене додатковим статичним ущільненням – гумовим кільцем круглого перетину. Це кільце своїм виступом притискається пружиноюзтиском (0,5…1,5)×104 Па до другого кільця із антифрикційного матеріалу марок АМС-1, АГ-1500-СО5, 2П-1000-Ф, яке притискається до внутрішнього кільця підшипника і крутиться разом з ним. Поверхні кілець, що труться, повинні мати відхилення від площинності не більше 0,9 мкм, а шорсткість Ra£0,16 мкм. Рідке масло, що змащує підшипник, попадає на поверхню тертя кілець, на якій швидкість ковзання u£ 15 м/с.
4.8 Компонування приводу
Після наведених вище розрахунків виконується компоновка редуктора (складальне креслення) на міліметровій бумазі чи ватмані формату А1, яка дозволяє оцінити правильність вибору прийнятого початкового масштабукреслення і розміщення на ньому проекцій редуктора. Виконання компонування можна розбити на два етапи.
Перший– для наближеного визначення положення зубчатих коліс, шківа клинопасової передачі і півмуфти щодо опор для подальшого визначення опорних реакцій і вибору підшипників. Циліндричні редуктори,як правило, виконуються з розніманням корпуса за осями валів, які розміщені в одній площині. Тоді кожний із валів з опорами і всіма сидячими на ньому деталями можна зібрати незалежно від інших валів і потім установити в корпус.
Основною проекцією на компоновці є розріз за осями валів при знятій кришці редуктора, яка виконана тонкими лініями, бажано в масштабі 1:1. Підшипники редуктора, як правило, змащують пластичним змащувальним матеріалом. Щоб він не потрапляв усередину корпуса редуктора і не вимивався рідким маслом,яке змащує зубчаті пари, перед підшипниками з боку внутрішньої стінки корпуса редуктора установлюються мазеутримувальні кільця, тому торцева поверхня підшипників розміщена від внутрішньої стінки корпуса редуктора на відстані 8…12 мм. Габарити підшипників (середньої серії) вибирають по діаметру вала в місці посадки підшипників відповідно до [2] табл. 24.10-24.18, с.380-389, а також [4, 5]. Колеса і шестерні на першому етапі, а також підшипники, шків і півмуфту можно зобразитиспрощено у вигляді прямокутників.
На другому етапі конструктивно оформляються зубчаті колеса, вали, корпус, подшипникові вузли, шків, півмуфти (в складі) і беруться відстані між серединами передач і підшипників для уточненого розрахунку валів і перевірочного розрахунку підшипників, вибору ущільнень валів редуктора і розрахунку кількості змащувального масла. Можна на розрізі підшипника викреслювати одну половину, а для другої тільки нанести її габарити. Підбираються кришки підшипників зпрокладками для ущільнення ігвинтами, фіксуються на валу внутрішні кільця підшипників (відповідно до схеми їх розміщення на валу), промальовуються ущільнення валів. Довжини кінців вхідного і вихідного валів редуктора визначаються осьовими розмірами маточини шківа і півмуфти. Бажано виконати і компоновку редуктора з двигуном на загальній рамі (встановлювальне креслення) після чистового виконання складального креслення редуктора, щоб оцінити домірність їх розміщення на рамі, а також розміщення проекцій установки редуктора на встановлювальному кресленні. Габаритні і приєднувальні розміри асинхронного електродвигуна беруть на основі знайдених значень його потужності, частоти обертів вала і типорозміру за [3] табл. П.2, с.391, чи [2, 4, 5].
4.9 Уточнювальний розрахунок валів