Привод к ленточному конвейеру

 

2.4 конструктивные размеры  шестерни  и колеса конической прямозубой передачи

Шестерня (заготовка – прокат, заодно с валом)

мм ; мм; m_e = 2,985; R_e = 64 мм; x_e1 = + 0,43; δ₁ = 21°48′; b = 18 мм; z₁ = 40

Колесо: заготовка –  поковка (сварная ковка), выполнено  насадным. Параматры:

d_e2 = 119,4 мм; d_ae2 = 120,43 мм; z₂ = 40; x_e2 = - 0,43; δ₂ = 68°12’

Толщина обода

, (2.42)

 мм

Принимаем мм

Толщина диска 

, (2.43)

 мм

Принимаем мм

Диаметр ступицы 

, (2.44)

 мм

Принимаем d_ст = 55 мм

Длина ступицы 

, (2.45)

 мм

Принимаем мм

Размер фасок по торцам колес

, (2.46)

мм

Принимаем f = 1,5 мм 
2.5 конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенок корпуса  и крышки редуктора

, (2.47)

 мм

Принимаем мм

, (2.48)

 мм

Принимаем мм

Толщина (фланца) верхнего пояса корпуса

, (2.49)

 мм

Принимаем мм

Толщина (фланца) нижнего пояса крышки корпуса

,  (2.50)

 мм

Принимаем мм

Толщина нижнего пояса корпуса без бобышки

, (2.51)

 мм

Принимаем мм

Толщина ребер основания  корпуса

, (2.52)

Принимаем мм

Толщина ребер крышки

, (2.53)

Принимаем мм

 

Диаметр болтов:

Фундаментальных

,  (2.54)

 мм

Принимаем болты М16

У подшипников

, (2.55)

мм

Принимаем болты М12

Соединяющих крышку с корпусом

, (2.56)

 мм

Принимаем болты М8

Крепящих смотровую крышку

, (2.57)

Принимаем болты М8

Размеры штифта

Диаметр

мм

Длина

, (2.58)

 мм

Принимаем  мм

Наименьший зазор между наружной  поверхностью колеса и стенкой корпуса

 По диаметру

, (2.63)

мм

Принимаем мм

По торцам

мм

2.6 Эскизная компоновка

На миллиметровой бумаге в масштабе 1:1 вычерчиваем редуктор в одной  проекции, для выявления действительных размеров.

Выбираем способ смазки: зацепление зубчатой пары путем окунания зубчатого колеса в масло; подшипники смазываются пластичной смазкой.  Раздельная  смазка  принята  потому, что один из подшипников ведущего вала удален и это заполняет попадание масляных брызг. Кроме того, раздельная смазка предохраняет  подшипники  от  попадания   вместе с маслом частиц металла.

Камеры подшипников отделяем  от внутренней  полости корпуса  мазеудерживающими кольцами.

Устанавливаем возможность размещения одной проекции — разрез по осям валов — на листе формата А4 (210x297 мм). Предпочтителен масштаб 1:1. Проводим посередине листа горизонтальную осевую линию — ось ведущего вала. Намечаем положение вертикальной осевой линии — оси ведомого вала. Из точки пересечения проводим под углом δ₁ осевые линии делительных  конусов   и   откладываем   на   них   отрезки   R_e.

Конструктивно оформляем по найденным  выше размерам шестерню и колесо. Вычерчиваем их в зацеплении. Ступицу колеса выполняем несимметричной относительно диска, чтобы уменьшить расстояние между опорами ведомого вала.

Подшипники валов расположим в  стаканах.

Намечаем для валов роликоподшипники конические однорядные легкой серии. Наносим габариты подшипников ведущего вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии х от торца шестерни и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника у_г (для размещения мазеудерживающего кольца).

При установке радиально-упорных  подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок (табл. 7.6).

Размер от среднего диаметра шестерни до реакции подшипника f₁.

Принимаем между реакциями  подшипников ведущего вала размер с₁.

Размещаем подшипники ведомого вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии х мм от торца ступицы колеса и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника у_г (для размещения мазеудерживающего кольца).

Определяем замером  размер А — от линии реакции подшипника до оси ведущего вала. Корпус редуктора выполним симметричным относительно оси ведущего вала и примем размер А. Нанесем габариты подшипников ведомого вала.

Замером определяем расстояния f₂ и с₂ (следует обратить внимание на то, что A' + A= c₂ + f₂)

Очерчиваем контур внутренней стенки корпуса, отложив зазор между стенкой и зубьями колеса, равный 1,5х.

Намечаем  положение звездочки (на расстоянии у₂ от торца подшипника) и замеряем расстояние от линии реакции ближнего к ней подшипника l₃.

2.7 Расчёт подшипников на долговечность

Рассчитать реакцию в подшипниках

Быстроходный вал

F_t = 1887 H

F_r = 281 H

F_a = 1533 H

n = 950 об/мин

d_n1 = 25 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Горизонтальная плоскость

, (2.59)

, (2.60)

Проверка:

, (2.61)

0 = 0   условие выполняется

Вертикальная плоскость

, (2.62)

, (2.63)

Проверка:

, (2.64)

0 = 0   условие выполняется

Определение суммарных реакций  в подшипниках

, (2.65)

. (2.66)

Тихоходный вал

F_t = 1887 H

F_r = 281 H

F_a = 1533 H

F_n = 1180 H

d_n2 = 30 мм

Горизонтальная плоскость

, (2.67)

, (2.68)

 

Проверка:

, (2.69)

0 = 0   условие выполняется

Вертикальная плоскость

, (2.70)

, (2.71)

Проверка:

, (2.72)

0 = 0   условие выполняется

Определение суммарных реакций  в подшипниках

, (2.73)

. (2.74)

Проверка подшипника на долговечность

Ведущий вал

Левый подшипник

Осевые составляющие реакций конического  подшипника

, (2.75)

, (2.76)

Осевые нагрузки подшипников

, (2.77)

Поэтому следует учитывать осевую нагрузку

x = 0,43; Y = 1,666

V – коэффициент вращения внутреннего кольца

К_Т – температурный коэффициент

К_б – коэффициент безопасности

, (2. 78)

Расчетная долговечность

, (2.79)

, (2.80)

Расчетная долговечность подшипника составляет 10859ч, что значительно меньше заданного ресурса, именно поэтому через каждые 10000ч меняем подшипники

Правый подшипник

Поэтому следует учитывать осевую нагрузку

, (2.81)

Расчетная долговечность

, (2.82)

, (2.83)

Правый подшипник пригоден

Ведомый вал

Осевые составляющие реакций конического  подшипника

, (2.84)

, (2.85)

Осевые нагрузки подшипников

, (2.86)

Рассматриваем левый подшипник, т.к. он более нагружен

, (2.87)

Расчетная долговечность

, (2.88)

Подшипник пригоден

2.8 Выбор шпонок и проверочный расчёт на прочность

Назначаем шпонки призматические со скруглёнными краями. Материал шпонок – сталь 35 нормализованная. При стальной ступице

Ведущий вал. Шпонка под муфтой

t₁ = 3,5 мм, t₂ = 2,8мм

Определение напряжения смятия шпонки

, (2.89)

где d_В1 = 20 мм – диаметр вала

М_2цеп = 13,28 Н мм – момент на валу

– расчётная длина шпонки, со скруглёнными краями;

h = 6 мм – высота шпонки

t₁= 3,5 мм – глубина паза на валу

b – ширина шпонки

Условия прочности выполняется.

 

Ведомый вал шпонка под зубчатым колесом.

Принимаем шпонку призматическую без  скруглённых концов:

t₁ = 5 мм, t₂ = 3,3 мм, d_к2 = 40 мм

Определяем напряжение смятия шпонки

, (2.90)

где М_2ред=96,55 Н мм – момент на валу,

d_К2 = 40 мм – диаметр вала,

h = 8 мм – высота шпонки,

t₁= 5 мм – глубина паза на валу,

25 мм – расчётная длина шпонки

Условие выполняется.

Ведомый вал. Шпонка под звёздочкой.

d = 25 мм

Определение напряжения смятия шпонки

, (2.91)

где  М_2ред = 96,55 Н мм – момент на валу,

d = 25 мм – диаметр вала,

h = 6 мм – высота шпонки,

t₁ = 3,5мм – глубина паза на валу,

 – расчётная длина шпонки

b = 6 мм

Условие выполняется.

2.9 Второй этап компоновки редуктора  (рис. 10.16)

В развитие первой компоновки здесь  вычерчивают валы с насаженными на них деталями; размеры мазеудерживающих колец; установочных гаек и шайб, крышек, шпонок и уплотнений определяют по таблицам.

Диаметры участков валов под  зубчатые колеса, подшипники и пр. назначают  в соответствии с результатами предварительного расчета и с учетом технологических  требований на обработку и сборку.

Взаимное расположение подшипников фиксируем распорной  втулкой и установочной гайкой с  предохранительной шайбой. Толщину  стенки втулки назначают (0,1…0,15)d_П.

Мазеудерживающие кольца устанавливают  так, чтобы они выходили за торец  стакана или стенки внутрь корпуса на 1—2 мм.

Подшипники размещаем в стакане, толщина стенки которого δ_ст = (0,08…0,12) D, где D — наружный диаметр подшипника.

Для фиксации наружных колец подшипников  от осевых перемещений у стакана сделан упор величиной К = 6 мм.

У второго подшипника наружное кольцо фиксируем торцовым выступом крышки подшипника через распорное кольцо.

Для облегчения посадки на вал подшипника, прилегающего к шестерне, диаметр  вала уменьшаем на 0,5—1 мм на длине, несколько меньшей длины распорной  втулки.

Очерчиваем всю внутреннюю стенку корпуса, сохраняя величины зазоров, принятых в первом этапе компоновки (х, у₂ и др.).

Используя расстояния f₂ и с₂ вычерчиваем подшипники (напомним, что радиальные реакции радиальио-упорных подшипников считают приложенными к валу в точках, которые сдвинуты от клейменных торцов подшипников на расстояние а.

Для фиксации зубчатое колесо упирается  с одной стороны в утолщение  вала, а с другой — в мазеудерживающее кольцо; участок вала делаем короче ступицы колеса, чтобы мазеудерживающее кольцо упиралось в торец колеса, а не в буртик вала; переход вала от большего диаметра к меньшему смещен на 2—3 мм внутрь зубчатого колеса.

Наносим толщину стенки корпуса  δ_к и определяем размеры основных элементов корпуса. Определяем глубину гнезда под подшипник l_г ≈ 1,5 T₂