Поверка прочности шпоночных соединений.

Материал шпонок сталь 45, нормализация.

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице при чугунной .

Вал червяка:

На выходной конец вала насажен чугунный шкив клиноременной передачи. Диаметр вала при длине ступицы (см. п. 9.3).

По [1 табл. 8.9] выбираем параметры шпонки:

,

где - ширина шпонки;

- высота шпонки;

- глубина шпоночного паза на валу.

Длина шпонки

Длину шпонки согласовываем со стандартными [1. с. 169].

Напряжения смятия:

.

 

Вал червячного колеса:

Червячное колесо посажено на вал с помощью шпонки.

Диаметр вала колеса:

.

(см. п. 6.2.), , центр червячного колеса стальной.

По [1 табл.8.9] выбираем параметры шпонки:

,

- длину шпонки согласовываем со стандартными значениями [1. с. 169].

Напряжения смятия

.

 

На выходной конец вала насажена полумуфта цепная: .

Выбираем параметры шпонки:

,

длина шпонки ,

по стандартному ряду принимаем .

Напряжения смятия:

.

 

Материал муфты не ниже сталь 45.

Прочность шпоночного соединения обеспечена.

 

Тепловой расчет редуктора.

Условие нормальной работы редуктора:

,

- количество тепла, выделенного при работе передачи

,

где - к.п.д. передачи (см. п. 4);

- количество отведенного тепла путем естественного охлаждения:

где - температура масла. Для обычных редукторных масел . принимаем ;

- температура окружающей среды, ;

коэффициент теплоотдачи. Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха и принимаем .

- поверхность охлаждения

Отвод тепла достаточен, передача может работать без дополнительного охлаждения.

 

Расчет на жесткость вала червяка.

Расчет на жесткость сводится к определению стрелы прогиба червяка.

Стрела прогиба:

,

где - расстояние между опорами червяка, (см. п. 8)

- модуль упругости для стали Мпа;

приведенный момент инерции поперечного сечения червяка.

Допустимый прогиб

Таким образом, жесткость вала обеспечена .

 

16. Уточненный расчет вала червячного колеса.

Материал вала - сталь 45 нормализованная, предел прочности [1.табл.3.3].

Пределы выносливости:

,

где - соответственно пределы выносливости при изгибе и кручении.

 

Сечение I-I

Диаметр вала в этом сечении .

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

По [1.табл.8.5] выбираем эффективные коэффициенты концентрации напряжений:

(интерполируя).

Масштабные коэффициенты по [1.табл.8.8] (интерполируя).

- коэффициенты, учитывающие влияние средних напряжений циклов нагружения.

По [I.с.164] по [I.с. 166] .

Крутящий момент , суммарный изгибающий момент в сечении I-I

.

Шпонка , (см. п.13).

Момент сопротивления кручению:

Момент сопротивления изгибу:

Амплитуда и среднее значение цикла касательных напряжений:

Амплитуда нормальных напряжений

Так как осевая нагрузка на валу червячного колеса невелика, ее можно не учитывать.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

 

Результирующий коэффициент запаса прочности в сечении I-I:

Прочность сечения обеспечена.

 

 

Сечение II-II

Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника качения с гарантированным натягом.

Диаметр вала в этом сечении .

По [1.табл.8.7]

Изгибающий момент в сечении ІІ-ІІ:

Осевой момент сопротивления:

Амплитуда нормальных напряжений:

Полярный момент сопротивления:

Амплитуда и среднее значение цикла касательных напряжений:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Результирующий коэффициент запаса прочности в сечении ІІ-ІІ:

Прочность сечения обеспечена.

 

 

Выбор муфты.

Для соединения вала червячного колеса с барабаном выбираем цепную муфту. Это обусловлено тем, что в процессе эксплуатации привода возможно некоторое смещение валов. Цепная муфта является компенсирующей. Допускаемое угловое смещение до 1°, радиальное порядка . По [1 табл. 11.4] принята муфта цепная -1,2 ГОСТ 207420-81.

Муфта имеет допускаемый крутящий момент , диаметр ,тип 1 (отверстие цилиндрическое) и исполнение 2 (короткие концы валов).

Длина полумуфты мм, цепь приводная роликовая Пр31,75-8850, число зубьев полумуфты , шаг цепи мм.

Типоразмер муфты выбирают по диаметру вала и по величине расчетного крутящего момента:

,

где к - коэффициент режима работы.

По [1 табл.11.3] к=1,15…1.2 при постоянной нагрузке с кратковременными перегрузками до 120% номинальной (что обусловлено заданием) для ленточных конвейеров.

Уточним силу от муфты

,

где - окружная сила на муфте.

,

где - скорость скольжения цепи:

.

Ранее [см.п.10.1] принято , (что идет в запас).

Смазка редуктора.

Применено непрерывное смазывание жидким маслом путем разбрызгивания.

Этот способ применяют для червячных передач при скорости скольжения до 10 м/с ( см. п. З).

По [1 табл. 10.9] принята вязкость масла приблизительно 25·10⁶ м/с при контактных напряжениях , скорости скольжения м/с.

По [1 табл. 10.10] принято масло индустриальное И- А при t=50°C.

Объем масляной ванны:

.

При нижнем расположении червяка и высокой частоте вращения для уменьшения тепловыделения и потери мощности уровень масла выбран таким образом, чтобы вывести червяк из масляной ванны. Для смазывания передачи и подшипников установлены разбрызгиватели (крыльчатки).

 

Сборка редуктора.

Перед сборкой редуктора внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида. Начинают сборку с того, что на червячный вал надевают крыльчатки и радиально-упорные шариковые подшипники, предварительно нагрев их в масле до 80.. 100⁰. Собранный вал вставляют в корпус.

При установке червяка, выполненного заодно с валом, необходимо для прохода червяка его диаметр должен быть меньше диаметра отверстия для подшипников. В нашем случае диаметр червяка , а наружный диаметр подшипника № мм.

____________

В начале сборки вала червячного колеса закладывают шпонку и напрессовывают колесо до упора в буртик вала; затем надевают распорную втулку и роликовые конические подшипники, предварительно нагретые в масле. Собранный вал укладывают в основание корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка фланцев спиртовым лаком. Для центровки крышку устанавливают на корпус с помощью двух конических штифтов и затягивают болты.

Закладывают в сквозные подшипниковые крышки резиновые манжеты и устанавливают крышки с прокладками.

Регулировку радиально-упорных подшипников производят набором тонких металлических прокладок, устанавливаемых под фланцы крышек подшипников.

Для регулировки червячного зацепления необходимо весь комплект вала с червячным колесом смещать в осевом направлении до совпадения средней плоскости червячного колеса с осью червяка. Этого добиваются переносом части прокладок с одной стороны корпуса на другую. Чтобы при этом сохранилась регулировка подшипников, суммарная толщина набора прокладок должна оставаться без изменения.

Ввертывают пробку маслоспускного отверстия и маслоуказатель. Заливают в редуктор масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с отдушиной.

Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде.