Расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора в приводе к мешалке (стр. 5 из 7)

Пример№1.

Проверить пригодность подшипника 311 тихоходного вала цилиндрического косозубого редуктора, работающего с легкими толчками. Частота вращения внутреннего кольца n= 70, 7 об/мин. Осевая сила в зацеплении F_а = 284 Н. Реакции в подшипниках R₁ = 2792, 28 Н; R₂ =2500, 44 Н. Характеристики подшипников: C_r = 71500 H, C_or = 41500 H, X=0, 56, V=1, K_б = 1,2, K_T = 1, a₁ = 1, a₂₃ = 0,7, L_h = 20000. Подшипники устанавливаются враспор

a) Определить отношение R_a/VR_r = 284 / 1*2792, 28 = 0, 101. F_а = R_а

b) Определить отношение R_a/ C_or = 284/41500 = 0, 006

c) Далее находим e = 0, 19 Y=2, 30

d) По соотношению R_a/VR_r£e выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника

R_E = VR_rK_бK_т = 1*2792, 28*1,2*1 = 3350, 74 Н

e) Определяем динамическую грузоподъёмность

C_rp = R_E

60*n*( L_h/ a₁ a₂₃ *10⁶) = 3350, 74

60*70, 7* 20000/ 1*0, 7*10⁶ = 16573 Н

C_r

Подшипник пригоден.

f) Определяем долговечность подшипника.

L_10h = а₁а₂₃ 10⁶/60n (C_r / R_E)³ = 1*0, 7*10⁶ / 60*70, 7* (71500/3350, 74)³ = 1603331

L_h

Пример№2

Проверить пригодность подшипника 308 быстроходного вала цилиндрического одноступенчатого косозубого редуктора, работающего с легкими толчками. Частота вращения внутреннего кольца n= 318 об/мин. Осевая сила в зацеплении F_а = 284 Н. Реакции в подшипниках R₁ = 1032, 53 Н; R₂ =2256, 08 Н. Характеристики подшипников: C_r = 41000 H, C_or = 22400 H, X=0, 56, V=1, K_б = 1,2, K_T = 1, a₁ = 1, a₂₃ = 0,7, L_h = 20000.

a) Определить отношение R_a/VR_r = 284 / 1*2256, 08 = 0, 12. F_а = R_а

b) Определить отношение R_a/ C_or = 284/22400 = 0, 01

c) Далее находим e = 0, 19 Y=2, 30

d) По соотношению R_a/VR_r£e выбираем формулу и определяем эквивалентную динамическую нагрузку наиболее нагруженного подшипника

R_E = VR_rK_бK_т = 1*2256, 08*1,2*1 = 2707, 29 Н

e) Определяем динамическую грузоподъёмность

C_rp = R_E

60*n*( L_h/ a₁ a₂₃ *10⁶) = 2707, 29

60*318* 20000/ 1*0, 7*10⁶ = 22115 Н

C_r

Подшипник пригоден.

g) Определяем долговечность подшипника.

L_10h = а₁а₂₃ 10⁶/60n (C_r / R_E)³ = 1*0, 7*10⁶ / 60*70, 7* (41000/2707, 89)³ = 127428

L_h

Таблица 10. Основные размеры и эксплуатационные характеристики подшипников

Вал	Подшипник		Размерыd*D*B	Дин.грузоп.		Долговечность
	Принятпредварительно	Принятокончательно		Cгр, Н	Cr,Н	L10h, ч	Lh,ч
Б	308	308	40*90*23	22115	41000	127428	20000
Т	311	311	55*120*29	16573	71500	1603331	20000

Выбор муфт

Основной характеристикой для выбора муфт является номинальный вращающий момент Т, Нм, установленный стандартом.

Т_р = К_рТ₂

Т , (103)

где Т_р – расчётный момент

Т₂ – момент на тихоходном валу, Т₂ = 373, 5 Нм

Т – номинальный момент

К_р – коэффициент режима нагрузки, К_р = 2

Т_р =2*373, 5 = 743 Нм

Т = 800 Нм

Т_р

Т

Выбираем муфту с торообразной оболочкой, где Т = 800 Нм. Угловая скорость ω, с^-1 не более 170 с^-1. Материал полумуфт – сталь ст3 (ГОСТ 380-88); материал упругой оболочки – резина с пределом прочности при разрыве не менее 10 Н/мм²

2.10 Смазывание смазывающего устройства

a) Смазывание зубчатых зацеплений и подшипников применяют в целях защиты от коррозии, снижения коэффициента трения, уменьшение износа, отводов тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей, снижения шума и вибрации.

a) Способ смазывания зубчатого зацепления:

Для смазывания редукторов общего назначения применяют непрерывное смазывание жидким маслом картерным непроточным способом (окунанием). Этот способ применяют для зубчатых передач при окружных скоростях от 0,3 до 12, 5 м/с

b) Выбор сорта масла:

При расчётном контактном напряжении в зубьях σ_н =268 Н/мм² и фактической окружной скорости колёс

= 1, 36 м/с выбираем масло И-Г-А-68,

где И – масло индустриальное

Г – для гидравлических систем

А – масло без присадок

68 – класс кинематической вязкости

Кинематическая вязкость при 40⁰С, мм²/с (сСт) = 61…75

c) Определение количества масла:

Для одноступенчатого редуктора при смазывании окунанием объём масляной ванны определяем из расчёта 0, 4…0, 8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности. Отсюда следует, что для редуктора мощностью Р=2, 75 кВт объём масла равен от 1, 1 до 2, 2 л. Для крупного редуктора примем 1, 1 л

d) Определение уровня масла:

В цилиндрическом редукторе при окунании в масляную ванну колеса m

0,25d₂, (104)

где m – модуль зацепления

h_m = (0, 1…0, 5) d₁ при этом h_min = 2, 2 m(105)

h_m = 0, 5*81 = 40, 5 мм

2

92, 5

Для данного редуктора уровень масла составляет y+h_m = 40 мм+40, 5 мм = 80, 5 мм

e) Контроль уровня масла

Уровень масла, находящегося в корпусе редуктора контролируем с помощью жезлового указателя, установленным в крышке редуктора

f) Слив масла

При работе передач масло постепенно загрязняется продуктами износа деталей передач. С течением времени оно стареет, свойства его ухудшаются. Поэтому масло, налитое в корпус редуктора, периодически меняют. Для этих целей установлено сливное отверстие с пробкой и цилиндрической резьбой.

g) Отдушины

При длительной работе связи с нагревом масла и воздуха повышается давление внутри корпуса, что приводит к просачиванию масла через уплотнения и стенки. Чтобы избежать этого, внутреннюю полость корпуса сообщают с внешней средой. Для этого устанавливаем ручку-отдушину.

2.11 Смазывание подшипников

В данном редукторе я применил смазывание пластичными материалами, т.к. окружная скорость

2 м/с. Полость подшипника, смазываемая пластичными материалами, закрыта с внутренней стороны подшипникого узла резиновым манжетом. Для подшипников принимаем пластичную смазку типа солидол жировой (ГОСТ 1033-79), консталин жировой УТ – 1 (ГОСТ 1957-73).

2.12 Проверочный расчёт шпонок

Призматические шпонки, применяемые в проектированном редукторе, проверяют на смятие. Проверке подлежат две шпонки тихоходного вала – под колесом и полумуфтой, и одна шпонка на быстроходном валу под элементом открытой передачи.

Условие прочности шпонок.

σ_см = F_t/A_cм ,(106)

где F_t – окружная сила на тихоходном валу

A_cм = (0, 94h – t₁)l_p – площадь смятия. Здесь l_p = l – b – рабочая длина шпонки со скруглёнными торцами (l –полная длина шпонки, определённая по конструктивной компоновки), b, h, t₁ – стандартные размеры.

[σ_см] – допустимое напряжение на смятие

[σ_см] = 110/2 = 55 Н/мм² – для чугунной ступицы

Условие прочности шпонок на тихоходном валу.

Под колесо выбираем шпонку длиной l = 56 мм, сечением шпонки b = 20 мм, h = 12 мм. Глубина паза ступицы t₂ = 4, 9 мм l_p =56-20 = 36 мм

A_cм =(0, 94*12 – 4, 9)*36 = 229, 68

σ_см =2018/229, 68 = 8, 78 Н/мм²

σ_см

[σ_см]

Под полумуфту выбираем шпонку длиной l =36 мм, сечением b =14 мм, h = 9мм. Глубина паза ступицы t₁ = 5, 5 мм l_p =36 - 9 = 27 мм

[σ_см] = 110 – 20% = 88 Н/мм²

A_cм = (0, 94*9 – 5, 5)*27 = 79, 92

σ_см =2018/79, 92 = 25, 25 Н/мм²

σ_см

[σ_см]

Условие прочности шпонки на быстроходном валу.

Под элемент открытой передачи (шкив) выбираем шпонку длиной l =22 мм, сечением b =10 мм, h = 8мм. Глубина паза ступицы t₁ = 5 мм l_p =22-10 = 12 мм

A_cм = (0, 94*8 – 5)*12 = 30, 24

σ_см =2018 / 30, 24 = 66, 74 Н/мм²

σ_см

[σ_см]

[σ_см] =88 Н/мм²

2.13 Проверочный расчёт стяжных винтов подшипниковых узлов

Проверить прочность стяжных винтов подшипниковых узлов тихоходного вала цилиндрического редуктора.

Максимальная реакция в вертикальной плоскости опоры подшипника R_с = 2792, 28 Н. Диаметр винта d₂ = 12 мм, шаг резьбы Р = 1, 75 мм. Класс прочности 5.6 из стали 30

Определяем силу, приходящуюся на один винт

F_B = R_с/2 (107)

F_B =2792, 28/2 = 1396, 14 Н

Принимаем К_з =1, 5 (постоянная нагрузка), Х=0, 45 (для металлических деталей с упругими прокладками)