Выбор электродвигателя и кинематический расчет привода

ПР 25, 4-6000 ГОСТ 20742-81 (диаметры валов под полумуфты – 36 мм.).

Параметры муфты:

[T]=250 H*м, , D=140 мм, с=1,8, число зубьев полумуфты z=12,

диаметр ролика цепи d1=15,88 мм, шаг цепи t=25,4 мм.

На рисунке 5.1 показаны основные геометрические параметры  муфты (обозначения совпадают с  приведенными в [1]). 

Расчет геометрических параметров звездочек полумуфт будем  производить по (табл. 3.5.1- 3.5.2 [1]).

1) делительный  диаметр

d=t/sin(180/z)=25,4/sin(180/12)=98,07 мм;

2) геометрическая  характеристика зацепления

λ=t/d1=25,4/15,88=1,59;

3) коэффициент  высоты зуба k=0,532;

4) диаметр окружности  выступов 

5) радиус впадины

r=0,5025*d1+0,05=0,5025*15,88+0,05=8,03 мм;

6) диаметр окружности  впадин 
 

 

На рисунке  изображены основные параметры цепной муфты.

7. Предварительный  подбор подшипников 

Выбираем  подшипники по [3]

Посадочные  диаметры под подшипники на быстроходном валу d= 30 мм.

Намечаем  шариковые радиально-упорные легкой серии.

Подшипник 36206 ГОСТ 831-75 с d=30 мм; D=62 мм; B=16 мм; C=22кН;

С₀=12кН. 

Посадочные  диаметры под подшипники на тихоходном валу d= 40 мм.

Намечаем  шариковые радиально-упорные легкой серии.

Подшипник 36208К ГОСТ 831-75 с d=40 мм; D=80 мм; B=18 мм; C=27 кН;

С₀=20,4кН. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     8. Компоновочная схема и выбор способа смазывания передач и      подшипников, определение размеров корпусных деталей 

    Компоновку  обычно проводят в два этапа.

    Первый  этап служит для приближенного определения  положения зубчатых колес и шестерни относительно опор для последующего определения опорных реакций  и подбора подшипников.

    Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции ─ разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; желательный масштаб 1:1. Примерно посередине листа параллельно  его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию – ось  ведущего вала. Намечаем положение  оси ведомого вала.

    Конструктивно оформляем по найденным размерам шестерню и колесо. Вычерчиваем их в зацеплении. Выбираем подшипники шариковые радиально-упорные однорядные 36206 для  быстроходного вала и  36208К для тихоходного.

     Подшипники устанавливаем «в распор».

   Графически  определяем расстояния между реакциями  на валу от колеса (шестерни), подшипников, шкива (муфты).

     Решаем вопрос о смазывании передачи и подшипников. Смазывание зубчатых передач и подшипников уменьшает потери на трение, предотвращает повышенный износ и нагрев деталей. Снижение потерь на трение повышает КПД редуктора. Смазывание зубчатых зацеплений: погружение в ванну (при v≤12-15 м/с) и струйное или под давлением (v≥12-15 м/с). Мы принимаем картерное смазывание (погружение в ванну) посредством окунания колёс в масло, заливаемое в корпус. Глубина погружения не превышает 0,25 радиуса колеса.

        По кинематической вязкости при  40˚С принимаем масло индустриальное И-Г-А 46 ГОСТ 20799-88 (с. 501 [6]). Смазывание подшипников качения осуществляется той же смазкой, что и редуктор.

Объем масла заливаемого в корпус

 дм³

     Р =2,48 кВт – мощность передаваемая редуктором.

    Второй  этап компоновки имеет цель конструктивно  оформить, валы, корпус,

подшипниковые узлы и подготовить данные для  проверки прочности валов и некоторых  других деталей.

    Конструируем  узел ведущего вала:

    1) вычерчиваем подшипники качения  в разрезе;

    2) вычерчиваем крышки подшипников  с винтами и под манжету.

    Аналогично  выполняем узел ведомого вала.

    Вычерчиваем шкив ременной передачи, муфту.

    На  ведущем и ведомом валах применяем  шпонки призматические со скруглёнными торцами.

     Корпус выполняется из чугунного  литья. Основные размеры основания  корпуса и крышки корпуса определяем  по эмпирическим зависимостям (стр.54[3]).

Толщина стенки основания корпуса:

h = 0,025 a+3мм = 0,025 140+3 = 8,5 мм

Принимаем  h = 10 мм

Толщина стенки крышки  корпуса:

h₁ = 0,02 a+3 мм = 0,02 140+3 = 5,8 мм

Принимаем  h₁ = 8 мм

Диаметр  фундаментных  болтов:

d₁ = 2 h=2 8=16 мм

Диаметр  штифтов фиксации крышки относительно основания корпуса:

d_шт = (0,6…0,8) d₁ = (0,6…0,8) 8 = 5 мм.

Принимаем  штифт  5h8×20 ГОСТ 3128-70 (табл. к43[1]).

    Принимаем по компоновочному  чертежу :

1)Расстояние  от точки приложения реакции  шкива на вал до точки приложения  реакции подшипника равным 70 мм.

2)Расстояние  от точки приложения реакции  подшипника до точки приложения реакции колеса равным 38,84 мм.

3)Расстояние  от точки приложения реакции  подшипника до точки приложения  реакции муфты 75 мм.

4)Расстояние от точки приложения реакции подшипника до точки приложения реакции колеса(шестерни) равным 37 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

9. Расчет валов по  эквивалентному моменту 

  Быстроходный вал.

T= 29,348 Hм – крутящий момент на валу;

d₁=46,67 мм – средний делительный диаметр шестерни;

Силы, действующие  на шестерню:

F_t1 = 1257,7 Н;

F_r1 = 464,4 Н;

F_a1 = 214,86 Н;

Сила, действующая  на вал от ременной передачи: F_рем = 446,9 Н; 

Реакции в опорах, эпюры крутящего и изгибающих моментов:

Плоскость YOZ:

ΣMa = 0   Н;

  Нм.

Строим  эпюру изгибающих моментов в плоскости  YOZ.

Далее рассмотрим плоскость XOZ:

;

; 

 

;

Проверка:

 

.

  Н;

Н;

  Н.

Строим  эпюру изгибающих моментов в плоскости  XOZ.

Суммарные изгибающие моменты в характерных  точках:

  Н;

= 24,76 Н;

Строим  эпюру суммарных изгибающих моментов.

Строим эпюру крутящего момента (Т=29,348 Нм).

Рассчитаем  эквивалентные моменты в характерных  точках:

Нм;

  Нм;

Т=29,348 Нм

Строим  эпюры эквивалентных моментов. 
 
 
 
 
 
 
 

Тихоходный  вал.

T= 140,917 Hм – крутящий момент на валу;

d₁=237,33 мм – средний делительный диаметр колеса;

Силы, действующие  на колесо:

F_t2 = 1207,87 Н;

F_r2 = 466 Н;

F_a2 = 206,46 Н;

Сила, действующая  на вал от муфты: F_м = 1030,9 Н; 

Реакции в опорах, эпюры крутящего и изгибающих моментов:

Плоскость YOZ:

;

; 

 

; 

Проверка:

  

Н;

Н;

Строим  эпюру изгибающих моментов в плоскости  YOZ.

Далее рассмотрим плоскость XOZ:

;

; 

 

; 

Проверка:

 

.

  Н;

  Н;   или

  Н.

Строим  эпюру изгибающих моментов в плоскости  XOZ.

Суммарные изгибающие моменты в характерных  точках:

  Н;

= 64,27 Н;

Строим  эпюру суммарных изгибающих моментов.

Строим эпюру крутящего момента (Т=140,917 Нм).

Рассчитаем  эквивалентные моменты в характерных  точках:

Нм;

Нм.

Т=140,917 Нм

Строим  эпюры эквивалентных моментов. 

10. Подбор подшипников по динамической грузоподъемности 

Быстроходный  вал установлен в шариковых радиально-упорных подшипниках. Подшипник 36206 ГОСТ 831-75 (табл.7.10.3, стр.106, [3]):

d=30 мм; D=62 мм; B=16 мм; C=22кН; С₀=12кН.

Вал вращается  с частотой n =850,534 мин^-1. Вместе с валом вращается внутреннее кольцо подшипника (V = 1).

F_a = 214,86 H—осевая сила в зацеплении;

R_a = 637,45 H—радиальная нагрузка на левый подшипник;

R_b = 1196,015 Н—радиальная нагрузка на правый подшипник.

Схема нагружения подшипника: