Привод к ленточному конвейеру для подачи формовочной земли в литейный цех (стр. 11 из 11)

1-E СЕЧЕНИE.

Диаметр вала в данном сечении D = 70,0 мм и d = 65,0 мм. Концентрация напряжений обусловлена галтелью (см. табл. 8.2[1]). Проверку будем проводить по 3-му сечению, где наибольший изгибающий момент.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S_σ = σ_-1 / ((k_σ / (σ_σ×β)) ×σ_v + φ_σ×σ_m) , где: - амплитуда цикла нормальных напряжений:

σ_v = M_изг. / W_нетто = 14,581 МПа, здесь

W_нетто = π× D³ - 3,14 × 65,0 ³ = 26961,246 мм₃

32 32

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

σ_m = F_a / (π× D² / 4) = 0,0 МПа,

- φ_σ = 0,2 - см. стр. 164[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]; - k_σ = 1,75

- ε_σ = 0,76 - находим по таблице 8.8[1]; Тогда:

S_σ = 9,69.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S_τ = τ_-1 / ((k_τ / (ε_τ×β)) ×τ_v + φ_τ×τ_m) , где: - амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

σ_tv = τ_m = τ_max / 2 = 0,5 × T_кр. / W_{к нетто} = 12,205 МПа, здесь

π× D³ 3,14 × 65,0^{3 3} W_{к нетто} = - = 53922,493 мм

16 16

- φ_τ = 0,1 - см. стр. 166[1];

- β = 0,97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].

- k_τ = 1,27

- ε_τ = 0,65 - находим по таблице 8.8[1]; Тогда:

S_τ = 7,539.

Результирующий коэффициент запаса прочности: S = √ SSσ^×2 + S Sτ_τ2√ 9,69 9,69 + 7,539 × 7,539 = 5,95

_σ

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ РЕДУКТОРА

Для проектируемого редуктора площадь телоотводящей поверхности А = 0,796 мм² (здесь учитывалась также площадь днища, потому что конструкция опорных лап обеспечивает циркуляцию воздуха около днища).

По формуле 10,1[1] условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе:

∆t = t_м - t_в = Р_тр× (1 - η) / (K_t× A) [∆t], где Р_тр = 7,306 кВт - требуемая мощность для работы привода.

Считаем, что обеспечивается нормальная циркуляция воздуха, и принимаем коэффициент теплоотдачи Kt = 15 Вт/(м²×°C). Тогда:

∆t = 47,5° ≤ [∆t], где [∆t] = 50°С - допускаемый перепад температур. Температура лежит в пределах нормы.

ВЫБОР СОРТА МАСЛА

Смазывание элементов передач редуктора производится окунанием нижних элементов в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение элемента передачи примерно на 10 - 20 мм. Объём масляной ванны V определяется из расчёта 0,25 дм³ масла на 1 кВт передаваемой мощности:

V = 0,25 × 7,306 = 1,827 дм³,

По таблице 10,8[1] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σ_H = 369,262 МПа и скорости v = 1,717 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 40,0×10 ^-6 м/с²По таблице 10,10[1] принимаем масло индустриальное И - 40А (по ГОСТ 20799-75).

Выбираем для подшипников качения пластичную смазку ЦИАТИМ - 201 по ГОСТ 6267 - 74 (см. табл. 9,14[1]). Камеры подшинпиков заполняются данной смазкой и периодически пополняются ей.

ВЫБОР ПОСАДОК

Посадки элементов передач на валы - Н7/р6, что по СТ СЭВ 144-75 соответствует легкопрессовой посадке.

Посадки муфт на валы редуктора - Н8/h8,

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6,

Остальные посадки назначаем, пользуясь данными таблицы 8,11[1].

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ РЕДУКТОРА

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов.

На валы закладывают шпонки и напрессовывают элементы передач редуктора.

Подшипники следует насаживать, предварительно нагрев в масле до 80 - 100 градусов по

Цельсию, последовательно с элементами передач. Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу. После этого в подшипниковые камеры закладывают смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок, регулируют тепловой зазор. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают войлочные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышку винтами. Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой, закрепляют крышку болтами. Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.

РАСЧЁТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЙ МУФТЫ.

1. Конструктивно принимаем: число кулачков Z = 6, рабочую высоту h = 10 мм

средний диаметр расположения кулачков d_ср = 3×d_H = 2×53 =159 мм (d_H = 53 мм – диаметр посадочного отверстия)

Окружная скорость на среднем диаметре:

V= π×d_ср×n/60×10³ = 3,14×116×102/60000 = 0,619208 м/с < 0,8 м/с допускаемое напряжение смятия для стали 40Х с закалкой рабочих поверхностей до

58…63HRC [σ_см] = 35 МПа. Коэффициент запаса β = 1,5 2. Вычисляем рабочую длинну кулачка:

2×T2×628075,72

b≥ = = 3,76 мм d_ср×σ_см×h×Z 159×35×10×6

из [2] формула 9, стр 14. Принимаем b = 10 мм 3. Тогда: d_ср = (D+d)/2 = 159 мм , D = 169 мм, d = 149 мм

f = 0,15 - коэффициент трения между кулачками (смазка отсутствует — приимаем конструктивно).

φ = arctg f = 8,53° - угол трения на кулачках

f₂ = 0,1 – приведённый коэффициент трения в осевых направляющих подвижной полумуфты 4. Для предотвращения самоторможения, мешающего срабатыванию муфты, должно соблюдаться условие:

f₂×d_ср/d_H < tg (α₀-φ) [2], стр 13 arctg (0,1× d_ср/d_H) < α₀ - φ (α₀ = 40°…65°) arctg (0,1× d_ср/d_H) = 16,7° < 31.46° при α₀ = 40°

Конструктивно выбираем α₀ = 40°

5. Расчётный вращающий момент для муфты:

F_x× d_ср

βT= 2[tg(α0-φ) – f2 ddсрH ]

Тогда:

β×T × 2[tg(α₀-φ) – f₂×d_ср/ d_H]

Fx = dср =

2×628075,72×2 [tg(40°-8,53°)-0,1×3]

= 159 = 4930,78 Н

6. Силу срабатывания принимаем:

F₃ = 1,2×F_x = 1,2×4930,78 = 5916,94 Н

Полная осадка пружины при срабатывании муфты:

f_Σ3 = h×F₃/(F₃ – F_x) = 10×5916,94/(5916,94-4930,78) = 59,99 мм [2] формула 10 Используя одну центральную пружину, имеем расчётную силу сжатия:

F_р = F₃ = 5916,94 Н

Используя рекомендацию [2] стр 19: C = 10; K= (4×C+2)/(4×C-3) = 42/37 = 1,135 Диаметр проволоки при [τ]_к = 750 МПа:

d =

π [τ] 3,14 750 = 14,9 мм

По ряду Ra40 принимаем d = 15 мм Средний диаметр пружины:

D₀ = C×d = 10×15 = 150 мм

Осадка одного витка при кручении:

8×Fx×D03 8×4930,78 ×1503

f2 = G×d4 = 8×104×154 = 32,87 мм

Необходимое число витков:

h10

n ≥f₂×(F3/Fx – 1) +2 = 18,03×(5916,94/4930,78-1)+2 = 4,77 витков

В сжатом состоянии длина пружины составит:

H₂ = [d +2]×n+h = [15 + 2]×5 + 10 = 95 мм Полная длинна пружины:

H = n×f₂ = 5×32,87 = 164,35 мм

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1, Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М., Ицкевич Г.М., Козинцов В.П. 'Курсовое проектирование деталей машин': Учебное пособие для учащихся. М.:Машиностроение, 1988 г.

2. Методическое пособие 1340 МАМИ; Москва 1996 г.

3. Чернавский С.А., Снесарев Г. А., Козинцев Б. С. «Проектирование механических передач». Учебно-справочное пособие для ВТУЗов. М.:Машиностроение, 1984 г.