, (12.6)

где - крутящий момент в опасном сечении вала, Н мм,

- полярный момент сопротивления сечения круглого сплошного сечения вала, мм³, = 0,2 d³,

где - диаметр вала, мм, в опасном сечении вала.

Для рассматриваемого примера (опасное сечение вала - сплошное), для которого

.

Коэффициенты выбираются из ряда [4]:

Для рассматриваемого примера коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям равны

;

.

Расчетный коэффициент запаса прочности равен

.

Расчетный коэффициент запаса прочности больше допускаемого значит, вал работоспособен.

13. Выбор шпонок и проверка их на прочность

В соответствии с заданием на курсовой проект в конструкции редуктора применено три шпоночных соединения: зубчатое колесо - вал и выходные участки быстроходного и тихоходного валов для крепления шкива клиноременной передачи и полумуфты.

Выбор сечения шпонки осуществляется по диаметру вала d. Длина шпонки выбирается на 5...10 мм короче длины ступицы сопрягаемой с валом детали из стандартного ряда. Выбранная шпонка проверяется на смятие по условию прочности

у_см< [у_см]. (13.1)

где у_см - расчетное напряжение смятия, МПа, определяемое по формуле

у_см = 2·T_i / d·(h-t₁ )·l_р , (13.2)

где T_i - вращающий момент передаваемый валом, Н·мм, h, b, t₁- размеры соединения, мм;

1_Р - расчетная длина шпонки, мм, которая для призматической шпонки с закругленными торцами равна

l_р= l - b , (13.3)

[у_см] - допускаемое напряжение смятия, которое для стальной ступицы равно 80...120МПа.

Проверка на прочность шпонки под зубчатым колесом. Для диаметра тихоходного вала под колесом d_K = 70 мм выбираем сечение шпонки b х h= =20х12мм. Глубина шпоночного паза в тихоходном валу редуктора t₁ =7,5мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы колеса, которая равна 80 мм. Выбираем длину шпонки l = 60 мм. Тогда 1_р = 60 - 20 = 40 мм. Проверим выбранную шпонку на смятие.

у_см = 2·731200 / 70·(12 -7,5 )·40 = 116 МПа.

Видим, что действительное напряжение смятия почти равно верхнему пределу [у_см] допускаемого. Поэтому необходимо устанавливать две шпонки.

Проверка на прочность шпонки под полумуфту. Для диаметра вала d_в=60 мм выбираем сечение шпонки b х h =16х 10 мм. Глубина шпоночного паза в валу редуктора t₁=6 мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы полумуфты, которая равна 80 мм. Выбираем длину шпонки l = 70 мм. Тогда 1_р=70-16 = 54мм.Проверим выбранную шпонку на смятие.

у_см = 2·731200 / 60·(10 -6)·54 = 112,8 МПа.

Видим, что действительное напряжение смятия почти равно верхнему пределу допускаемого. Поэтому необходимо устанавливать две шпонки.

Проверка на прочность шпонки под шкивом. Для диаметра вала d_в=38 мм выбираем сечение шпонки b х h =10х 8 мм. Глубина шпоночного паза в валу редуктора t₁=5 мм. Длина шпонки согласовывается с длиной ступицы полумуфты, которая равна 75 мм. Выбираем длину шпонки l = 60 мм. Тогда 1_р=

= 60 -10 = 50мм.Проверим выбранную шпонку на смятие.

у_см = 2·152300 / 40·(8 -5)·50 = 50,8 МПа.

Видим, что действительное напряжение смятия меньше допускаемого.

14. Выбор зубчатой муфты

Для передачи крутящего момента с вала редуктора на вал рабочей машины устанавливаем муфту зубчатую по ГОСТ 5006-94 (рисунок 11).

Критериями выбора муфты являются диаметры соединяемых валов d_B2 и передаваемый момент Т_р:

d_B2= 60мм, Т₃= 3150 Нм.

Т_р =Т₃ · К₁ · К₂ =3150·1,5·1,25 = 5906 Н·м

где Т₃ - вращающий момент на валу колеса, Нм;

К₁ - коэффициент ответственности передачи, К₁=1,5;

К₂ - коэффициент режима работы передачи, К₂=1,25.

Для данных условий выбираем зубчатую муфту МЗ ГОСТ 5006-94. (размеры D =220 мм, L =170мм, l =85 мм).

Рис.11. Зубчатая муфта: 1, 2 - полумуфты с наружными зубьями;

3, 4 - обоймы; 5 - болты; 6 -отверстие для подвода смазки

15. Выбор способа смазки зацепления и подшипников

В данном проекте при скорости в зацеплении 2,33м/с и контактном напряжении менее 600 МПа по таблице 18 принимаем масло индустриальное И-Г-А-46 по ГОСТ 17479.4 -87. В вертикальном редукторе с верхним расположением зубчатого колеса смазка подшипников быстроходного вала происходит тем же маслом при его разбрызгивании. Подшипники тихоходного вала смазываются пластичной смазкой, а изнутри закрываются мазеудерживающими кольцами для предотвращения вымывания пластичного смазочного материала жидким, применяемым для смазывания зацепления. Мазеудерживающее кольцо вращается вместе с валом и имеет две - четыре круговые или винтовые канавки треугольного сечения, зазор между кольцами и корпусом 0,1… 0,3 мм., а выход за торец корпуса должен быть 2 мм. Ширина мазеудерживающего кольца и ширина его буртиков выбираются конструктивно.

Таблица 18 - Рекомендуемые сорта смазочных масел для зубчатых передач (ГОСТ 17479.4 -87)

Объём масла, требуемый для заливки, рассчитаем по формуле

V_тр = (0,3… 0,6) P_тр = (0,4… 0,8) 11,186 = 4,47… 8,95 л (дм³).

Принимаем V_тр = 4,47 л, тогда высота заливки масла h_м при площади дна редуктора S_осн = b · l = 120·350 = 42000 мм² будет равна

h_м =· V_тр / S_осн =4,47·10⁶ / 42000 =106,4 мм.

16. Выбор посадок для сопряжения основных деталей привода

17. Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской; наружные поверхности редуктора красят серой нитроэмалью.

Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:

1. На быстроходный вал насаживают шариковые подшипники, предварительно нагретые в масле до t=80... 100°С.

2. В тихоходный вал закладывают шпонку.

3. Напрессовывают зубчатое колесо до упора в буртик вала. Затем надевают распорную втулку и устанавливают шариковые подшипники, предварительно нагретые в масле.

4. Собранные валы устанавливают в корпус редуктора.

5. Надевают крышку корпуса, предварительно покрывая герметиком поверхности стыка крышки и корпуса. Для центровки крышку устанавливают на корпус с помощью двух цилиндрических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

6. В подшипниковых сквозных крышках устанавливают резиновые манжеты. Затем устанавливают все крышки подшипников с комплектом уплотнительных и регулировочных (со стороны глухих крышек) прокладок; регулируют тепловой зазор и закрепляют крышки болтами. Проворачиванием валов проверяют отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки).

7. На концы ведущего и ведомого валов редуктора в шпоночные канавки закладывают шпонки.

8. Ввертывают пробку маслосливного отверстия с прокладкой.

9. Заливают в корпус масло и ввертывают заливную пробку-отдушину с прокладкой.

10. Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.

11. Производят консервацию и упаковку редуктора.

Заключение

В результате проектирования привода центрифуги был произведен его кинематический и силовой расчет (з=0,894, выбран электродвигатель 4А132М4УЗ, Рпом =11кВт, nпом = 1465 мин-1, Твых=731,2 Н·м, иобщ=11,0606).

Были выбраны материалы и определены допускаемые напряжения для быстроходной и тихоходной передач редуктора, а также произведен их проектный расчет и проверочный расчеты (Шестерня - 40Х ГОСТ 4543-71, Колесо - 45 ГОСТ 1050-88, [уН = 515МПа. Определены параметры закрытой (а =140мм, m = 2,5 мм, Z1 = 27, Z2 = 133, иред = 5).

Проведен расчет клиноременной передачи (а = 331 мм, выбран клиновой ремень сечения Б, Lрем=1400мм, z = 6, ирем. п. = 2,212).

Осуществлен выбор подшипников и их проверочный расчет по динамической грузоподъемности (быстроходный вал: подшипники 310 ГОСТ 8338-75; тихоходный вал: 213 ГОСТ 8338-75).

Осуществлен проектный расчет валов редуктора. Произведен выбор посадок в основных сопряжениях и его обоснование. Составлена расчетная схема нагружения быстроходного вала редуктора, определены реакции, построены эпюры и определено опасное сечение. В опасном сечении быстроходный вал редуктора проверен на статическую прочность, у = =16,5МПа < [у] = 432МПа .

Выбраны шпонки: шпонки под зубчатым колесом(две) 20x12x40 ГОСТ 23360 - 78; шпонки под полумуфту (две) 16x10x70ГОСТ 23360 - 78; шпонка под шкивом 10x8x50

ГОСТ 23360 - 78 и проверены на прочность шпоночные соединения.

Произведен выбор сорта масла - И-Г-А-46 ГОСТ 1013-76 и определено его количество - 4,47 литра.

Согласно произведенным расчетам выбрана зубчатая муфту МЗ ГОСТ 5006-94. (размеры D =220 мм, L =170мм, l =85 мм).

Размещено на Allbest.ru