Расчёт привода

Длина шейки *₇ = *_кол

*_кол = в₂ = 60

*/*₃  = 60/63 = 0,95 в рекомендуемых пределах 

Длины участков выходного  вала

*₆ = В_потм. = 33 мм

Длина L₂ шейки вала с нормальным диаметром 65 мм.

L₂ = L + + h₁ + ₂ = 47 + 1,5 + 10 + 5 = 63,5 64 мм

Длину L₂ принимаем равной длине ступицы муфты 85 мм

Центровка за счет прессовой  посадки и прижиму ступицы  к буртику вала.

* – проверяем по условию передачи крутящего момента. Назначим посадку 

 

Проверка возможности передачи момента посадкой.

Минимальный натяг _min = 41 мкм

расчетный натяг _р = _min – 4 = 41 – 19 = 22 мкм = 0,022 мм

u = 1,2 (k₂₁ + k₂₂) = 1,2 (6 + 10) = 19 мкм

Класс шероховатости: вала - 7 (k₂ = 6)

         Ступицы - 6 (k₂₂ = 10)

Давление на поверхности  посадки

 

Е₁ = Е₂ = 2110³ кг/мм²

 

 

Возможный крутящий момент посадки.

 

Запас сцепления К = Т_п/Т₂ = 1428/821 = 1,7 [К] = 35

Требуется усиление посадки. Назначаем  шпонку, в = 20 мм, h = 12 мм

 

[_см] = 150 МПа для посадки с натягом.

С учетом закругления концов шпонки * = *_р + в = 27 + 20 = 47 мм

Назначаем  * = 56 мм

Длина ступицы достаточна для шпонки.

4. Разработка промежуточного вала.

 

Для унификации подшипников  входного и промежуточного валов  принимаем  *₉ = *₃ и назначаем подшипники 309.

Диаметр *₁₁ принимаем 56 мм (*_ш – 10). Шестерню изготовим за одно целое с валом.

Наружный диаметр шестерни  *_а = *₁ + 2m_n(1 + х) = 66 + 22 = 7 мм.

Диаметр окружности впадин зубьев

*_а = *₁ - 2m_n(1,25 - х) = 66 - 221,25 = 61 мм

Зубы шестерни будут изготовлены  с частичным погружением в  тело вала.

5. Длины участков промежуточного вала

**_1пр = в₁ = 63 мм

**_2пр = в₂ = 80 мм

**_3пр = + ₂ + + в = 5 + 5 + 1,5 + 25 = 36,5

*_4пр = + ₂ = 10 мм

*_5пр = 25 мм

Длину участка *₁₁ с =      мм получим из чертежа.

Центровка колеса за счет прессовой  посадки и прижиму к буртику  вала d_II.

Проверка по условию передачи крутящего момента. Назначим посадку  .

Проверка возможности  передачи момента посадкой

минимальный натяг _min = 31 мм

расчетный натяг _р = _min – u =31 – 19 = 12 мкм = 0,012 мм

u = 1,2(k₂₁ + k₂₂) = 1,2 (6 + 10) = 19 мкм

Класс шероховатости:

вала 7 (k₂ = 6)

ступицы 10 (k₂ = 10)

Давление на поверхности  посадки

 

Е₁ = Е₂ = 2110³ кг/мм²

С₁ = 1 – = 0,7

*₂ = 1,8* = 1,856 = 100,8 мм

 

Возможный момент передаваемый посадкой:

 

Запас сцепления

К = Т_п/Т_пр = 918/167,6 = 5,4 [К] = 35. Шпонка не требуется.

6. Расчет валов
1. Расчет входного вала

Т = 47,5 И_м

n = 1455 mun^-1

ширина шестерни 83 мм

d₄ = 87 мм  (z = 105, m_n = 3 мм)

= 0

2. Конструкция вала

d_ш = 79,5 мм   *_ш = 83 мм

d_n = 35 мм     *_n = 21 мм

d_шк = 40 мм        = 58 мм + упл. = 90 мм

* = 125 мм    * = в = 62,5 мм     е = 110 мм

3. Допускаемая        радиальная нагрузка

F_m = 250  = 250 = 1723 Н

4. Силы в зацеплении

F_t = 2Т/d = 247,510³/87 = 1092 Н

F_* = F_tt* = 0

F_r = F_{tt* =} 10920,39 = 431,5 Н

5. Реакции в опорах. Эторы

F_r = А₁ + В₁

В₁/ = F_r*/2

В₁ = F_r/2 = 431,5/2 = 215,75 Н

А₁ = F_r – В₁ = 431,5 – 215,75 = 215,75 Н

 

 

Чертежи

 

А₂ + В₂ = F_t - F_m ;  В * = F */2 - F_r(с + *)

В₂ = F₁/2 - F_m(с/ * + 1) = 1092/2 – 1723(110/125 + 1) = -2693,2 Н

А₂ = F_t - F_m – В₂ = 1092 – 1723 + 2693,2 = 2062,2 Н

Напряжение изгиба

 _н = М/(0,1d³) = 41000/(0,179,5³) = 8,1 МПа

Напряжение кручения

t = Т/(0,279,5³) = 47,5 10³/(0,279,5³) = 0,47МПа

материал вала ст 40х улучшенная

 _в = 900 МПа

 ₈ = 750 МПа

 _-1 = 0,4 _{= 0,4} 900 = 360 МПа

t_-1 = 0,2 = 0,2900 = 180 МПа

t_в = 0,6_{= 0,6}900 = 540 МПа

  = 1

= 1 [1а стр.300 т.15.1]

= 0,61

= 0,9   = 0,15    = 0,01     = 0

  =

  =

 

 

 

 

Для второго сечения изгибающий момент

М F_мс = 1723110 = 1910⁴    Н мм

Т = 47,510³   Н мм

= 1910⁴/(0,135³) = 44,3 МПа

t = 47,510³/(0,235³) = 5,5 МПа

Принимаем r гаптели 2 мм    r/d = 0,05

= 2,0     = 1,43    = 0,8    = 0,9

 

 

 

Второе сечение напряженно больше.

7. Статическая прочность при перегрузках . При перегрузках         напряжения удваиваются.

       t=11мПа

 

 

8. Проверка щестности вала . На прогиб под шестерней.

 

D=55 мм

Прогиб в вертикальной плоскости _______   P_r

 

Прогиб в горизонтальной плоскости от сил F_t и F_m

 

Допускается прогиб

Суммарный прогиб

По условиям работы и конструкции  опасным является поворот в опоре  В.

Угол поворота в вертикальной плоскости от силы F_r

 

Угол поворота в горизонтальной плоскости от сил F_t  и F_M

 

Суммарный угол поворота

 

Условия щетности для входного вала соблюдены

Расчет выходного вала

1. T=821Н.м

N=81 мин^-1

В шестерни=60 мм

D шестерни=334 мм ___________ β=8°

Материалы ст 40х  

2. Конструкция вала

d м=67мм

d n=65 мм

d м=60 мм

l=145 мм     α=в=72,5 мм    с=108 мм

3. Допускается радиальная нагрузка

 

4. Силы в зацеплении

 

 

 

5. Реакция в опорах _________

                       Чертежи

 

Сумма моментов

 

 

Реакции от F_M F_t (F_M  увеличивает прогиб от F_t)

 

 

 

 

6. Для сечения I.

 

Напряжение изгиба

Напряжение кручения

 мПа

 мПа

 мПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для второго сечения изгибающий момент 

 мПа

  мПа

Принимаем радиус гаптели 1 мм r/d=0,015

 

 

 

 

 

 

 

 

Больше напряжено I сечение

7. Статическая прочность при перегрузках.

напряжение удваивается.

 

 

 

8. Проверка жесткости вала

По условиям работы опасным  является прогиб под шестерней

Средний диаметр на участке  l=67 мм

 

Прогиб в вертикальной плоскости от силы F_r

 

От M_α прогиб равен нулю

Прогиб в горизонтальной плоскости от сил F_M и  F_t

 

Суммарный прогиб

 

 

По условиям работы и конструкции  опасным является поворот в опоре  В

Угол поворота в вертикальной плоскости от силы F_r

 

Угол поворота в горизонтальной плоскости от сил F_t  и F_M

 

Суммарный угол поворота

 

Условия плоскости соблюдены

1. T=167,6 Н.м

n=42,47 с^-1

в шестерни 1=80 мм

d шестерни 1=313 мм

в шестерни 2=63 мм

d шестерни 2=66 мм    β=8°

материал сталь 40х улучшение 

       =700 мПа

2. Конструкция вала

 

 

 

 

α=74 мм  в=152 мм   с=61 мм   l=288 мм

3. Допускается радиальная нагрузка

 

4. Силы в зацеплении

 

 

 

 

 

5. Реакция в опорах. Эшоры.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Для сечения I

 

Напряжение изгиба

 

Напряжение кручения

 

 мПа

 мПа

 мПа

 при r/d=0.04

 

 

 

 

 

 

 

 

Для сечения II

 

Напряжение изгиба

 

 

 

r гаптели =1 мм

 

 

 

 

Больше напряжено сечение  I

7. Статическая прочность при перегрузках.

Напряжение удваивается

 

 

8. Проверка жесткости вала

По условиям работы опасным  является прогиб под колесом

Средний d=56 мм

 

Прогиб в горизонтальной плоскости от сил 

 

Прогиб в вертикальной плоскости от сил 

 

Суммарный прогиб

 

 

Угол поворота в вертикальной плоскости

 

 

Суммарный угол поворота

 

Условия жесткости валов  соблюдены

Проверочный расчет (подбор) подшипников.

Расчет подшипников входного вала.

№ 309

* = 45 мм; D = 100 мм; В = 25 мм;

r=2,5 мм; С=3780 кг=37044 Н;

 

 

Реакции опор

 

 

Проверка левой опоры  как наиболее нагруженной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

проверка статической  грузоподъемности

 

 

 

Расчет подшипников промежуточного вала.

Реакции опор

 

 

Проверка левой опоры  как наиболее нагруженной

 

С=0,22

V=1

 

 

 

 

 

 

Проверка статической  грузоподъемности

 

 

Расчет подшипников выходного  вала

№313

* = 65 мм; D = 140 мм; В = 33 мм;

r=3,5 мм;   С=7270 кг=71246 Н;

 

Реакции опор

 

 

Проверка правой опоры как наиболее загруженной

 

С=0,19

V=1

 

 

 

 

 

Проверка статической  грузоподъемности

 

  С_{о пасп.}

 

Корпус редуктора

Материал – СИ-15

Толщина стенки - 8 мм

Размер бобышки подшипника 309:

D = 1,25d + 10 = 1,25100 + 10 = 135 мм

313: D = 1,25d + 10 = 1,25140 + 10 = 185

_фланца = d = 12 мм [2 стр.417 ф.14.7]

толщина стенки крышки корпуса  _кр. = 0,9d = 7,2 мм [2 ф.14.4]

ширина фланца _кр. = d +  1,25d = 34,2 мм 35 мм

диаметр фундаментального болта 16 мм.

Толщина лапы фундаментального болта _ф = 1,5d_ф = 24 мм

Число фундаментальных болтов z_ф = 4

Толщина уха у основания  _у = 2,5_кр = 2,57,2 = 18 мм

Высота центров валов  Н_о = 1,06 = 212 мм

Уклон дна 1:100

Сопряжение элементов  корпуса  r 2 мм (0,25)

Диаметр стяжного болта 12 мм

Диаметр ценовки – 22 мм

Глубина – 1,5 мм

Диаметр отверстия под  стяжной болт – 13 мм

Диаметр отверстия под  фундаментальный болт – 19 мм

Глубина завинчивания стяжного болта – 18 мм

Глубина сверления – 30 мм

Лапа редуктора

 _ф = 1,5d_ф  = 24

Расстояние от края лапы до центра отверстия фундаментального

 болта = d_ф = 16

Расстояние от центра отверстия  до начала переходного клина 1,25d = 20

 _пер (переходного клина)

 _пер = (_m*x - _min) /2 _min = 8 [1а стр.418 ф.14.14]

 _пер = (24 – 8) / 2 = 8 - _min