Проектирование машинного агрегата (стр. 2 из 4)
| Проектный расчет | |||||
| Параметр | Значение | Параметр, мм | Значение | ||
Межосевое расстояние  , мм | 125 | Ширина зубчатого венца колеса b2 | 40 | ||
| Модуль зацепления m, мм | 5,0 | Длина нарезаемой частичервяка b1 | 60 | ||
| Коэффициент диаметрачервяка q | 10,0 | Диаметры червяка: делительный d1 начальный dw1вершин витков da1впадин витков df1 | 50506038 | ||
Делительный уголвитков червяка  , град | 11,31º | ||||
Угол обхвата червяка венцом колеса  , град | 116° | Диаметры колеса: делительный d2= dw2вершин зубьев da2впадин зубьев df2наибольший dам2 | 200210218188 | ||
| Число заходов червяка z1 | 2 | ||||
| Число зубьев колеса z2 | 40 | ||||
| Проверочный расчет | |||||
| Параметр | Допускаемые значения | Расчетные значения | Примечание | ||
Коэффициент полезного действия  | 0,80 | 78% | - | ||
Контактные напряжения  ,Н/мм2 | 149 | 146 | 2,0% | ||
Напряжения изгиба  , Н/мм2 | 15 | 8,9 | 41% | ||
5. Расчет и проектирование поликлиновой ременной передачи
открытого типа
Выбор ремня
По номограмме [1c84] выбираем ремень сечения К
Диаметры шкивов
Минимальный диаметр малого шкива d1min =40 мм [1c84]
Принимаем диаметр малого шкива на 1…2 размера больше
d1 = 71 мм
Диаметр большого шкива
d2 = d1u(1-ε) = 71∙2,40(1-0,01) = 168 мм
где ε = 0,01 – коэффициент проскальзывания
принимаем d2 = 160 мм
Фактическое передаточное число
u = d2/d1(1 – ε) = 160/71(1 – 0,01) = 2.28
Межосевое расстояние
a > 0,55(d1+d2) + H = 0,55(71+160) + 4,0 = 131 мм
h = 4,0 мм – высота ремня сечением K
принимаем а = 200 мм
Длина ремня
L = 2a + w +y/4a
w = 0,5π(d1+d2) = 0,5π(71+160) = 206
y = (d2 - d1)2 = (160 – 71)2 = 7921
L = 2∙200 + 206 + 7921/4∙200 = 616 мм
принимаем L = 630 мм
Уточняем межосевое расстояние
a= 0,25{(L – w) + [(L – w)2 – 2y]0,5} =
= 0,25{(630 – 206) +[(630 – 206)2 - 2∙7921]0,5} = 208 мм
Угол обхвата малого шкива
α1 = 180 – 57(d2 – d1)/a = 180 – 57(160- 71)/208 = 156º
Скорость ремня
v = πd1n1/60000 = π71∙1390/60000 = 5,2 м/с
Окружная сила
Ft = Р/v = 0,73∙103/5,2 = 140 H
Допускаемая мощность передаваемая одним ремнем
Коэффициенты
Cp= 0,9 – спокойная нагрузка при двухсменном режиме
Cα= 0,93 – при α1 = 156º
Сl = 0,98 – коэффициент учитывающий отношение L/L0, L0=0,7 м
[Р] = Р0CpCα
P0 = 2,0 кВт – номинальная мощность передаваемая одним ремнем
[Р] = 2,0∙0,9∙0,93·0,98 = 1,64 кВт
Число клиньев
Z = 10Р/[Р] = 10·0,73/1,63 = 4,5
принимаем Z = 5
Натяжение ветви ремня
F0 = 850Р/VCpCα=
= 850∙0,73/5,2∙0,93∙0,9 = 143 H
Сила действующая на вал
Fв = 2F0sin(α1/2) = 2∙143sin(156/2) = 279 H
Прочность ремня по максимальным напряжениям в сечении ведущей ветви ремня
σmax = σ1 + σи+ σv < [σ]p = 10 Н/мм2
σ1 – напряжение растяжения
σ1 = F0/A + Ft/2A = 143/47 + 140/∙2∙47 = 4,53 Н/мм2
А – площадь сечения ремня
А = 0,5b(2H – h)
b – ширина ремня
b = (z – 1)p + 2f = (5– 1)2,4 + 2·3,5 = 16,6 мм
А = 0,5·16,6(2·4,0 – 2,35) = 47 мм2
σи – напряжение изгиба
σи = Eиh/d1 = 80∙2,35/71 = 2,65 Н/мм2
Eи = 80 Н/мм2 – модуль упругости
σv = ρv210-6 = 1300∙5,22∙10-6 = 0,04 Н/мм2
ρ = 1300 кг/м3 – плотность ремня
σmax = 4,53+2,65+0,04 = 7,22 Н/мм2
условие σmax < [σ]pвыполняется
Таблица5.3 Параметры открытой клиноременной передачи, мм
| Параметр | Значение | Параметр | Значение |
| Тип ремня | Поликлиновой | Частота пробегов ремня  , 1/с | 8,3 |
Межосевое расстояние  | 208 | Диаметр ведущего шкива  | 71 |
| сечение ремня | К | Диаметр ведомого шкива  | 160 |
| Количество ремней Z | 5 | Максимальное напряжение  , Н/мм2 | 7,22 |
Длина ремня  | 630 | Предварительное напряжение ремня  , Н | 143 |
Угол обхвата ведущего шкива  , град | 156 | Сила давления ремня на вал  , Н | 279 |
6. Нагрузки валов редуктора
Силы действующие в зацеплении червячной передачи
Окружная на колесе и осевая на червяке:
Ft2 = Fa1 = 1845 H.
Радиальная на червяке и колесе:
Fr1 = Fr2 = 672 H.
Окружная на червяке и осевая на колесе:
Ft1 = Fa2 = 464 H.
Консольная сила от ременной передачи действующая на быстроходный вал Fоп = 279 Н
Консольная сила от муфты действующая на тихоходный вал
Fм = 250·Т31/2 = 250·184,51/2 = 3396 Н
Рис. 6.1 – Схема нагружения валов червячного редуктора
7. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора
Материал быстроходного вала – сталь 45,
термообработка – улучшение: σв = 780 МПа;
Допускаемое напряжение на кручение [τ]к = 10÷20 МПа
Диаметр быстроходного вала
где Т – передаваемый момент;
d1 = (11,6·103/π10)1/3 = 18 мм
принимаем диаметр выходного конца d1 = 20 мм;
длина выходного конца:
l1 = (1,0¸1,5)d1 = (1,0¸1,5)20 = 20¸30 мм,
принимаем l1 = 30 мм.
Диаметр вала под уплотнением:
d2 = d1+2t = 20+2×2,0 = 24,0 мм,
где t = 2,0 мм – высота буртика;
принимаем d2 = 25 мм:
длина вала под уплотнением:
l2» 1,5d2 =1,5×25 = 38 мм.
Диаметр вала под подшипник:
d4 = d2 = 25 мм.
Вал выполнен заодно с червяком
Диаметр выходного конца тихоходного вала:
d1 = (184,5·103/π15)1/3 = 39 мм
принимаем диаметр выходного конца d1 = 40 мм;
Диаметр вала под уплотнением:
d2 = d1+2t = 40+2×2,5 = 45,0 мм,
где t = 2,5 мм – высота буртика;
принимаем d2 = 45 мм .
Длина вала под уплотнением:
l2» 1,25d2 =1,25×45 = 56 мм.
Диаметр вала под подшипник:
d4 = d2 = 45 мм.
Диаметр вала под колесом:
d3 = d2 + 3,2r = 45+3,2×3,0 = 54,6 мм,
принимаем d3 = 55 мм.
Выбор подшипников.
В связи с тем, что в червячном зацеплении возникают значительные осевые нагрузки, предварительно назначаем радиально-упорные конические подшипники средней серии №7305 для червячного вала, устанавливаемее в фиксирующей опоре В как сдвоенные. В плавающей опоре А используется радиальный шарикоподшипник №305, воспринимающий только радиальные нагрузки. Для тихоходного вала выбираем радиально-упорные шарикоподшипники легкой серии №7209.
Таблица 2. Размеры и характеристика выбранного подшипника
| № | d, мм | D, мм | B,мм | C,кН | C0,кН | е | Y |
| 7305 | 25 | 62 | 17 | 29,6 | 20,9 | 0,36 | 1,66 |
| 306 | 25 | 62 | 17 | 22,5 | 11,4 | ||
| 7209 | 45 | 85 | 21 | 42,7 | 33,4 | 0,41 | 1,45 |
Таблица 7.3. Материал валов, размеры ступеней, подшипники
Вал(материал –сталь 45  = 780 Н/мм2  = 540 Н/мм2  =335Н/мм2) | Размеры ступеней, мм | Подшипники | ||||||
| d1 | d2 | d3 | d4 | Типо-размер | dxDxB(T), мм | ДинамическаягрузоподъемностьСr, кН | Статическая грузоподъемностьC0r, кН | |
| l1 | l2 | l3 | l4 | |||||
| Быстроходный | 20 | 25 | 25 | 7305305 | 25x62x1725x62x17 | 29,622,5 | 20,911,4 | |
| 30 | 38 | 25 | ||||||
| Тихоходный | 40 | 45 | 55 | 45 | 7209 | 45x85x21 | 42,7 | 33,4 |
| 60 | 56 | 60 | 45 | |||||
8. Расчетная схема валов редуктора