Проектирование одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора для привода к шнеку-смесителю

  ширина  венцов 

  b₂= Ψ_аּ a_ω=0,4∙112=44,8 мм

  принимаем b₂= 45 мм

  b₁= b₂+2…5=45+2…5 = 47…50 мм.

  принимаем b₁= 50 мм

  Силы  в зацеплении передачи

  Определяем  окружную силу в зацеплении:

   .

  Определяем  радиальную силу в зацеплении:

  F_r1=F_t1ּtgα_ω /cosβ= 1750∙tg20/0,96428 =660 H

  Определяем осевую силу в зацеплении:

  F_а1=F_t1ּtgβ=1750•0,2746=481 Н

  Проверка  зубьев колес по контактным напряжениям и  напряжениям изгиба

  Определяем  кружную скорость колес:

   ,

  Принимаем 8^ю степень точности передачи (табл.4.2 [2])

  Уточняем  коэффициенты:

  -коэффициенты  ширины венца колеса Ψ_d=b₂/d₁=45/37,33=1,205

  - коэффициент  неравномерности распределения  нагрузки по длине контакта  зубьев (табл. 9.1. и табл. 9.2. [3]) К_{Н β}=1,06 и К_Fβ=1,2

  - коэффициент  динамической нагрузки (с.89 и 90[3])

  К_{Н v}=1,03 и K_FV = 1.08

  - коэффициент  распределения нагрузки между  зубьями Кн_ά =1,05

  K_Fα=0,91

  Определяем  фактическое контактное напряжение рабочих поверхностей зубьев:

   <

  <[σ_н]= 493МПа

  Недогрузка  составляет [(493−477,4)/493]∙100%=8,7%

  Что менее допустимой в 15%.

  Определяем  эквивалентное число зубьев шестерни и колеса:

  Z₁/cosβ³ = 24/0,96428³=27

  Z₂/cosβ³ = 120/0,96428³=134

  выбираем  по табл. 4.4. [2] коэффициенты формы зуба Y_F1=3,85 и Y_F2=3,60

  Проверяем прочность зубьев шестерни и колеса на изгиб:

  

  

  Прочность зубьев обеспечивается.

  Результаты  расчета сводим в таблицу 2. 

  Таблица 2 - Параметры зубчатой цилиндрической передачи.

  3. РАСЧЕТ ЦЕПНОЙ  ПЕРЕДАЧИ

  Принимаем однорядную роликовую цепь.

  Принимаем число зубьев малой (ведущей) звёздочки:

  Z₅=29-2u=29−2•4,03=20,94

  принимаем z₅=21

  Определим число зубьев большей звёздочки

  Z₆=z₅•u_цеп=21•4,03=84,63

  принимаем z₆=85

  Фактическое передаточное число:

  u΄_цеп= z₆/z₅=85/21=4,048

  отклонение  составляет 0,44%

  По  табл 7.18 [ 4 ] по величине n₂= =140 об/мин принимаем ориентировочно допускаемое среднее давление в шарнирах цепи [p_ц]=30 МПа

  Расчетные коэффициенты по [ 4 ,c.149 ]:

  К_д=1,2-коэффициент динамической нагрузки (легкие толчки при работе) ;

  К_с=1,5- коэффициент способа смазки (периодическая смазка);

  К_Θ=1,0 – коэффициент угла наклона линии центров (угол наклона Θ=60º);

  К_рег=0,8- коэффициент способа регулировки натяжения цепи (натяжение цепи оттяжной звёздочкой);

  К_р=1,25 – коэффициент периодичности работы (работа в две смены).

  Коэффициент эксплуатации

  К_э= К_д •К_Θ •К_рег •К_р •К_с =1,2•1,5•1,2•0,8•1,0=1,8

  Шаг цепи из условия износостойкости  шарниров цепи

  Р_ц≥2,8

  Где момент на ведущей звездочке:Т₂= 163,3 Н·м

  По  табл. 7.15 [ 3 ] принимаем стандартную  цепь с шагом р=25,4 мм и параметрами  А_оп=179,7 мм²; q=2,6 кг/м

  Проверяем условие п₃≤п_3max по табл 7.15 [ 4] для цепи с шагом р=25,4 мм п_1ma=1000 об/мин., следовательно условие выполняется (140<1000).

  Определяем  среднюю скорость цепи 

  υ=(р  •z₁ •ω₃)/(2π)=(25,4•10^-3•21•14,65)/(2•3,14)=1,244 м/с

  Окружную  силу, передаваемую цепью:

  F_t.ц=P₂ / υ=2392/1,244=1922 Н.

  Определяем  расчётное давление в шарнирах цепи:

  p_ц=F_tК_э/А_оп=1922•1,8/179,7=19,26 МПа

  Для принятого шага цепи уточняем допускаемое среднее давление в шарнирах цепи [p_ц]=26 МПа по табл. 7.18 [ 4 ]. Условие p_ц< [p_ц] (19,26<26) выполняется.

  Принимаем межосевое расстояние:

  а_цеп=40р=40•25,4=1016 мм.

  длина цепи в шагах

  l_р=2а +0,5(z₅+z₆)+р(z₆−z₅)²/(4•a•π²)=

  2•40+0,5(21+85)+(85−21)²/(3,14²•4•40)=135,6

  Принимаем l_р=136.

  Уточненное  значение межосевого расстояния а_р с учетом стандартной длины цепи l_р.

  а_ц= 0,25t [(l_р- _W) + ],

  где

  w = 0,5(z₅+z₆)= 0,5 • (85 + 21) = 53

  у= (z₆−z₅)/2π = (85− 21) /(2•3,14)= 10,2

  а_цеп=0,25•25,4[(136−53) + ] =1021 мм

  Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%, т.е. на 1021•0,004=4,1 мм.

  Диаметры  делительных окружностей звездочек:

  d_д5=t/sin(180º/z₅)=25,4/sin(180º/21)=170,42,6 мм

  d_д6=t/sin(180º/z₆)=25,4/sin(180º/85)=687,39 мм

  Диаметры  наружных окружностей звездочек при d₁=15,88мм – диаметр ролика цепи :

  D_е5=t(ctg(180º/z₅)+0,7) – 0,31d₁=25,4(ctg(180º/21)+0,7)− 0,31•15,88=181,38 мм

  D_е6=t(ctg(180º/z₆)+0,7) – 0,31d₁=25,4(ctg(180º/85)+0,7)− 0,31•15,88=699,77 мм

  Сила  действующая на цепь:

  окружная F_t.ц= 1922 Н.

  центробежная F_v= υ²• q=2,6•1,244²=4,0 Н

  от  провисания цепи при коэффициенте провисания к_f=1,4 при угле наклона передачи 60º

  F_f= 9,81 к_f• q• а_цеп=9,81•1,4•2,6•1,021==36,5 Н

  Расчетная нагрузка на валы:

  F_в.ц= F_t.ц+2• F_f=1922+2•36,5=1995 Н

  Коэффициент запаса прочности:

  

  Нормативный коэффициент запаса прочности по табл. 7.19 [4] s=8,1. Условие прочности s > [ s ] выполняется. 

  4. ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЁТ  ВАЛОВ РЕДУКТОРА

  Проектный расчёт валов редуктора проводим по пониженным допускаемым напряжениям на кручение

  Ведущий вал

  Диаметр выходного конца вала при допускаемом  напряжении на кручение

  

  У выбранного электродвигателя диаметр  вала d_дв = 32 мм

  Принимаем d_в1=d_дв =32 мм

  Под подшипники принимаем d_п1==35 мм

  Шестерню  выполняем за одно целое с валом.

  Ведомый вал

  Диаметр выходного конца вала при допускаемом  напряжении на кручение

  

  Принимаем d_B2=40 мм.

  Диаметр под подшипниками d_п2=45 мм.

  Диаметр вала под зубчатым колесом d_k2=50 мм.

  Диаметры  остальных участков валов назначаем  исходя из конструктивных соображений  при компоновки редуктора. 

  5. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ЗУБЧАТОЙ ПАРЫ РЕДУКТОРА

  Вал – шестерня

  Шестерню  выполняем за одно целое с валом, ее размеры:

  

  Конструкционные размеры зубчатого  колеса

  Зубчатое  колесо кованное, размеры венца зубчатого колеса:

  

  Диаметр ступицы колеса

  D_ст2=1,6d_к2=1,6∙50=80 мм

  Длина ступицы колеса:

  L_ст2=(1,2…1,5) d_k2=(1,2…1,5)∙50=60…75мм

  Принимаем L_ст2= 60 мм

  Толщина обода

  

  Принимаем σ₀=8 мм

  Толщина диска

  

  Принимаем С=14 мм. 

  6. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ  КОРПУСА И КРЫШКИ  РЕДУКТОРА

  Толщина стенок корпуса и крышки: