Расчет и проектирование червячного редуктора (стр. 3 из 6)
6 Подбор и проверочный расчет муфты
Определяем для муфты на выходном конце тихоходного вала расчетный момент Мр [3]:
Мр=kрТ2 , (6.1)
где kр – коэффициент режима работы
Для ленточных конвейеров kр=1,25-1,5
Принимаем kр=1,4
Мр=1,4х535,2=748 Н×м
Исходя из задания на курсовую работу, расчетного момента и диаметра выходного вала d2=50мм выбираем [2,т.2,табл.12] муфту цепную с однорядной цепью 1000-1-50-1-У3 ГОСТ20761-80. Материал полумуфт – сталь 45.
Проводим проверочный расчет муфты по условию
[Ммуфты]³ Мр ,
1000>748
Все параметры муфты в норме.
7 Предварительный выбор подшипников
Предварительный выбор проводим по табл.7.2.[2].
Так как межосевое расстояние составляет 100мм для червяка выбираем роликовые подшипники 7306 ГОСТ333-79, а для червячного колеса - 7512 ГОСТ333-79 (рис.4).
Рис.4 Подшипник ГОСТ333-79.
Параметры подшипников приведены в табл.2.
Таблица 2
Параметры подшипников
| Параметр | 7306 | 7512 |
| Внутренний диаметр d, мм | 30 | 60 |
| Наружный диаметр D,мм | 72 | 110 |
| Ширина Т,мм | 21 | 20 |
| Ширина b,мм | 19 | 28 |
| Ширина с,мм | 17 | 24 |
| Грузоподъемность Сr, кН | 40 | 94 |
| Грузоподъемность С0r, кН | 29,9 | 75 |
8 Компоновочная схема.
Компоновочная схема редуктора с выбранными и рассчитанными размерами показана на рис.5.
Рис.5 Компоновочная схема редуктора
9 Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений
Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений проводим по [4].
Рис.6 Сечение вала по шпонке
9.1 Соединение быстроходный вал – шкив ременной передачи
Для выходного конца быстроходного вала при d=25 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=8x7 мм2 при t=4мм.
При l1=35 мм выбираем длину шпонки l=32мм.
 |
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:
где Т – передаваемый момент, Н×мм;
lр – рабочая длина шпонки, при скругленных концах lр=l-b,мм;
[s]см – допускаемое напряжение смятия.
С учетом того, что на выходном конце быстроходного вала устанавливается шкив из чугуна СЧ20 ([s]см=70…100 Н/мм2) вычисляем:
 |
Условие выполняется.
9.2 Соединение тихоходный вал – полумуфта
Для выходного конца тихоходного вала при d=50 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=14x9 мм2 при t=5,5мм.
При l1=60 мм выбираем длину шпонки l=45мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжения смятия и условия прочности с учетом материала полумуфты – ст.3 ([s]см=110…190 Н/мм2) и Т2=748Н×мм:
 |
Условие выполняется.
9.3 Соединение тихоходный вал – ступица червячного колеса
Для соединения тихоходного вала со ступицей червячного колеса при d=71 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=20x12 мм2 при t=7,5мм.
При l1=32 мм выбираем длину шпонки l=32мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжения смятия и условия прочности с учетом материала ступицы чугуна СЧ20 ([s]см=70…100 МПа) и Т2=748Н×мм:
Условие выполняется.
Выбранные данные сведены в табл.3.
Таблица 3
Параметры шпонок и шпоночных соединений
| Параметр | Вал-шкив | Вал-полумуфта | Вал-колесо |
| Ширина шпонки b,мм | 8 | 14 | 20 |
| Высота шпонки h,мм | 7 | 9 | 12 |
| Длина шпонки l,мм | 32 | 45 | 32 |
| Глубина паза на валу t1,мм | 4 | 5,5 | 7,5 |
| Глубина паза во втулке t2,мм | 3,3 | 3,8 | 4,9 |
10 Расчет валов по эквивалентному моменту
10.1 Исходные данные для расчета
Составляем схему усилий, действующих на валы червячного редуктора (рис.7):
Рис.7 Схема усилий, действующих на валы червячного редуктора
Определяем консольную нагрузку на муфте [1,табл.6.2]:
; (10.1)
Н
Для определения консольной нагрузки на шкиве необходимо произвести расчет зубчато-ременной передачи.[1].
Определяем минимальный диаметр ведущего шкива по диаметру вала электродвигателя 
dДВ=32мм, шпонка bхh=10х8мм.
Определяем минимальный диаметр ведущего шкива:
d1= dДВ+h+10;
d1min=50мм.
Выбираем зубчатый ремень по ОСТ3805114-76 с модулем m=4, с трапецеидальной формой, шириной 84мм. Назначаем число зубьев ведущего шкива z=15.
Определяем делительный диаметр ведущего шкива:
d1=z x m
d1=60мм.
Определяем диаметр ведомого шкива:
где u-передаточное отношение передачи, u=2,2;
Принимаем
.Определяем ориентировочное межосевое расстояние
Принимаем а=110мм.
Определяем расчетную длину ремня:
Принимаем l=550мм.
Уточняем значение межосевого расстояния по стандартной длине ремня:
180мм.Определяем угол обхвата ремнем ведущего шкива:
; 
Определяем скорость ремня:
где [v]-допускаемая скорость, для зубчатых ремней [v]=25м/с.
Определяем частоту пробегов ремня:
где [U]=30м-1 – допускаемая частота пробегов.
Определяем силу предварительного натяжения Fо ремня:
(10.2)где С – поправочные коэффициенты [3,табл.5.2].
Определяем консольную нагрузку на шкиве [3,табл.6.2]:
Для построения эпюр с учетом рис.5, данных табл.1 и пункта 7 определяем расстояния прилагаемых сил (рис.8).
Рис.8 Компоновочный эскиз вала
Все выбранные данные сводим в табл.4.
Таблица 4
Исходные данные для расчета валов
| Параметр | Ведущий вал – червяк | Ведомый вал |
| Ft, Н | 138 | 8725 |
| Fr, Н | 3176 | |
| Fa, Н | 8725 | 138 |
| Fм(Fш), Н | 1232 | 5784 |
| d, мм | 40 | 160 |
| а=b, мм | 93 | 42 |
| с, мм | 67 | 86 |
10.2 Расчет ведущего вала – червяка.