Привод с червячной передачей

    d_{(1-го вала)} = 32 мм; 

    Передаваемый  крутящий момент через  муфту: 

    T = 34,874 Н^xм 

    Расчётный передаваемый крутящий момент через муфту: 

    T_р = k_р ^x T = 1,5 ^x 34,874 = 52,311 Н^xм

здесь k_р = 1,5 - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; значения его приведены в таблице 11.3[1]. 

    Частота вращения муфты: 

    n = 1440 об./мин. 

    Выбираем  муфту упругую  втулочно-пальцевую 250-38-I.1-32-I.1-У2 ГОСТ 21424-93 (по табл. К21[3]).

    Упругие элементы муфты проверим на смятие в предположении  равномерного распределения нагрузки между пальцами. 

    s_см. = 0,454 МПа     £     [s_см] = 1,8МПа, 

здесь z_c=6 - число пальцев; Do=98 мм - диаметр окружности расположения пальцев; d_п=14 мм - диаметр пальца; l_вт=28 мм - длина упругого элемента.

    Рассчитаем  на изгиб пальцы муфты, изготовленные из стали 45: 

    s_и =

          11,672 МПа     £     [s_и] = 80МПа, 

здесь c=4 мм - зазор между  полумуфтами. 

    Условие прочности выполняется.

 

     Муфты

 

7. Проверка  прочности шпоночных  соединений

1. Червячное колесо 1-й червячной  передачи

 

    Для данного элемента подбираем две  шпонки, расположенные  под углом 180 ^o друг к другу.Шпонки призматические со скруглёнными торцами 18x11. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

    Материал  шпоноки - сталь 45 нормализованная.

    Напряжение  смятия и условие  прочности проверяем  по формуле 8.22[1]. 

    s_см =  

              51,147 МПа £  [s_см] 

где Т = 552391,645 Н^xмм - момент на валу; d_вала = 60 мм - диаметр вала; h = 11 мм - высота шпонки; b = 18 мм - ширина шпонки; l = 63 мм - длина шпонки; t1 = 7 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [s_см] = 75 МПа.

    Проверим  шпонку на срез по формуле 8.24[1]. 

    t_ср =  

             11,366 МПа £ [t_ср] 

    Допускаемые напряжения среза  при стальной ступице [t_ср] = 0,6 ^x [s_см] = 0,6 ^x 75 = 45 МПа.

    Все условия прочности  выполнены. 

 

     Соединения элементов  передач с валами

 

8. Конструктивные  размеры корпуса  редуктора

    Для редукторов толщину  стенки корпуса, отвечающую требованиям технологии литья, необходимой  прочности и жёсткости  корпуса, вычисляют  по формуле: 

    d = 1.3 ^x = 1.3 ^x = 6,302 мм

    Так как должно быть d ³ 8.0 мм, принимаем d = 8.0 мм. 

    В местах расположения обработанных платиков, приливов, бобышек, во фланцах толщину  стенки необходимо увеличить  примерно в полтора раза: 

    d₁ = 1.5 ^x d = 1.5 ^x 8 = 12 мм 

    Плоскости стенок, встречающиеся  под прямым углом, сопрягают радиусом  
r = 0.5 ^x d = 0.5 ^x 8 = 4 мм. Плоскости стенок, встречающиеся под тупым углом, сопрягают радиусом R = 1.5 ^x d = 1.5 ^x 8 = 12 мм.

    Толщина внутренних ребер  из-за более медленного охлаждения металла  должна быть равна 0,8 ^x d = 0,8 ^x 8 = 6,4 мм.

    Учитывая  неточности литья, размеры  сторон опорных платиков для литых корпусов должны быть на 2...4 мм больше размеров опорных  поверхностей прикрепляемых деталей.

    Обрабатываемые  поверхности выполняются  в виде платиков, высота h которых  принимается h = (0,4...0,5) ^x d. Принимаем h = 0,5 ^x 8 = 4 мм.

    Толщина стенки крышки корпуса d₃ = 0,9 ^x d = 0,9 ^x 6,302 = 5,672 мм.Так как должно быть d₃ ³ 6.0 мм, принимаем  
d₃ = 6.0 мм.

    Диаметр винтов крепления  крышки корпуса вычисляем  в зависимости  от вращающего момента  на выходном валу редуктора: 

    d = 1,25 ^x = 1,25 ^x = 10,256 мм

    Принимаем d = 12 мм. 

    Диаметр штифтов d_шт = (0,7...0,8) ^x d = 0,7 ^x 12 = 8,4 мм. Принимаем d_шт = 9 мм. 

    Диаметр винтов крепления  редуктора к плите (раме): 

    d_ф = 1.25 ^x d = 1.25 ^x 12 = 15 мм. Принимаем d_ф = 16 мм. 

    Высоту  ниши для крепления  корпуса к плите (раме) принимаем: 

    h₀ = 2,5 ^x d = 2,5 ^x 16 = 40 мм.

 

9. Расчёт реакций  в опорах

1. 1-й  вал

 

    Силы, действующие на вал  и углы контактов  элементов передач:

    F_x2 = 759,614 H

    F_y2 = -1281,474 H

    F_z2 = F_a2 = 3452,448 H 
 

    Из  условия равенства  суммы моментов сил  относительно 1-й  опоры:

    R_x1 =

          =

          = -379,807 H

    R_y1 =

          =

          = 277,321 H 

    Из  условия равенства  суммы сил относительно осей X и Y:

    R_x3 =

          =

          = -379,807 H

    R_y3 =

          =

          = 1004,153 H 

    Суммарные реакции опор:

    R₁ = = = 470,277  H;

    R₂ = = = 1073,581  H; 

2. 2-й  вал

 

    Силы, действующие на вал  и углы контактов  элементов передач:

    F_x3 = -3452,448 H

    F_y3 = 1281,474 H

    F_z3 = F_a3 = -759,614 H 
 

    Из  условия равенства  суммы моментов сил  относительно 1-й  опоры: