Проектирование зубчатого механизма (стр. 3 из 3)

5.2.3. Эскизная компоновка редуктора.

Эскизную компоновку обычно поводят в два этапа. На первом этапе выявляются расстояния между опорами и положение зубчатых колёс относительно опор для последующего определения опорных реакций и расчета валов на прочность подшипников качения. На втором этапе конструктивно оформляем основные элементы редуктора для последующей проверки прочности валов, шпонок и других деталей. Учитывая габариты редуктора, эскизная компоновка выполняется в масштабе 1:2 или 1:1.

Компоновка проводится на одной проекции – разрез по осям валов при снятой крышке редуктора.

Учитывая все рекомендации, данные в литературе выполняем первый этап эскизной компоновки для узла тихоходного вала.

7. Расчет подшипника на долговечность

7.1. Рассмотрим реакции опор от сил, действующих в зацеплении:

– от окружных сил F (в плоскости XZ)

F_пр.в + d + e) - R_Fx a + d) - F_t = 0

Из данного уравнения выражаем R_Fx с учетом формулы для F_t.

Записываем сумму проекций сил на ось ОХ:

X = R_Ex – F_t – R_Fx +F_{t пр.в} = 0

R_Ex = F_t – R_Fx + F_{t пр.в}.

– от радиальных сил F_r (в плоскости YZ)

F_r = F_t tg 20

Тогда

-F_пр.в a + d + e) + R_Fy a + d) – F_r = 0

Из данного уравнения выражаем R_Fy

Сумма проекций сил на ось ОY:

Y = R_E – F_r – R_Fy +F_{r пр.в}

R_Ey = -F_r + R_y – F_{r пр.в}

Суммарные радиальные реакции находятся по формулам:

R_E =

R_F =

7.2. Требуемый коэффициент работоспособности подшипников.

Подбор подшипников ведется по большей реакции:

С = 0,2 R_F K_k K _б(h

)^0.3

где R_F – большая из суммарных радиальных реакций

h – желаемый срок службы подшипника; принимаем равным 8000 часов

К_к – коэффициент кольца. Принимаем = 1

К_б – динамический коэффициент. Принимаем = 1,4

По данному коэффициенту работоспособности и диаметру вала подбираем подшипник.

7.3. Теоретический срок службы выбранного подшипника (h):

(h

где С – требуемый коэффициент работоспособности подшипников

R_F – большая из суммарных радиальных реакций

К_б – динамический коэффициент

8. Выбор муфты

9. Выбор посадок

10. Сборка узла тихоходного вала.

Рисунок 2. Эскизная компоновка вертикального редуктора

6. Расчет клиноременной передачи.

Исходные данные:

Р – мощность на входном валу

n₁ = n_ac – число оборотов входного вала

U_pn – передаточное число

E – коэффициент упругого скольжения ремня.

Требуется: рассчитать клиноременную передачу, работающую в различных нагрузочных режимах (рисунок 2) по данным таблицы.

Рисунок 3. Схема ременной передачи.

Последовательность расчета.

На рисунке 4 приведена расчетная схема клиноременной передачи.

Рисунок 4. Клиноременная передача.

1. Выбор типоразмера сечения ремня.

В зависимости от мощности и частоты вращения вала выбираем соответствующее сечение ремня, имеющее следующие параметры (см. Анурьев В.И.Справочник конструктора-машиностроителя)

вр – расчетная ширина ремня

Т₀ – высота ремня

2. Передаваемый вращающий момент на входном валу передачи

3. Расчетный диаметр меньшего шкива:

Диаметр шкива выбираем из стандартного ряда по ГОСТ 17383-73

4. Расчетный диаметр большого шкива:

5. Уточняем передаточное отношение:

6. Межосевое расстояние а_р следует принимать в интервале:

Т₀ - высота сечения ремня,

принимаем а_max

а_р а_min

7. Расчетная длина ремня

8. Уточненное значение межосевого расстояния а_р с учетом стандартной длины ремня L.

При монтаже передачи необходимо обеспечить возможность уменьшения межосевого расстояния на 0.01L для увеличения напряжения ремней.

9. Угол обхвата меньшего шкива:

10. Выбираем:

а) коэффициент динамичности и режима работ, учитывающий условия эксплуатации передачи – С_р > 1

б) коэффициент, учитывающий влияние длины ремня C_L = 0.93

в) коэффициент, учитывающий влияние угла обхвата C_a = 0.9

г) коэффициент, учитывающий число ремней в передаче C_Z = 0.9

д) коэффициент материала С_м = 1

11. Число ремней в передаче:

где Р_о - мощность, передаваемая одним клиновым ремнем

12. Напряжение ветвей одного клинового ремня:

13. Давление на валы определяется по формуле:

14. Ширина обода шкива:

е,f - параметры профиля канавок шкивов [Анурьев В.И. - таб.26,с.499]

Справочный материал:

Список рекомендуемой литературы:

1. Анурьев Е.С. Справочник конструктора-машиностроителя том 2. М.: Машиностроение, 1982 – 450 с.

2. Иванов М.Н. Детали машин. М.: Высшая школа, 1991 – 383 с.

3. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин. М.: Высшая школа, 1978 – 348 с.

4. Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение 1984.