5. Выбор муфты

В приводах электродвигателей с малыми и средними крутящими моментами применяют муфты упругие втулочно – пальцевые. Наличие в них упругих элементов смягчает толчки и удары.

По ГОСТ 21424 – 75 принимаем муфту с цилиндрическими отверстиями под концы валов ( тип I), исполнения – на длинные концы валов (исполнение 1).

Определяем расчетный крутящий момент

где Т – номинальный крутящий момент, передаваемый муфтой;

К_р– коэффициент режима нагрузки, для конвейеров ленточных принимаем К_р= 1,5;

Т₁– крутящий момент на быстроходном валу редуктора, Т₁= 37,9Н·м

Принимаем номинальный крутящий момент – 250 Н ·м (25кгс·м), диаметры соединяемых валов берем: электродвигатель – 38мм, редуктор – 32мм.

Муфта МУВП 250 – 32 – I.1 – 38 –I.1 ГОСТ 21424-75

5. Выбор системы смазки и сорта масла редуктора, уплотнений.

Для редуктора общего назначения обычно применяют непрерывное смазывание жидким маслом ввиде погружения зубчатых колес в масляную ванну (картерная смазка).

Эту смазку применяют при окружных скоростях в зацеплении зубчатых передач до V < 12 м/с. При большей скорости масло сбрасывается с зубчатых колес центробежной силой. Зубчатые колеса погружают в масло на высоту зуба, но не выше центра нижнего тела качения подшипника.

Уровень масла в картере редуктора должен обеспечивать погружение венца колес на глубину не менее 10 мм. В многоступенчатых редукторах часто не удается погрузить зубья всех колес вмасло, т.к. для этого необходим очень высокий уровень масла, что может повлечь слишком большое погружение колеса тихоходной ступени и даже подшипников в масло. В этих случаях применяют смазочные шестерни или другие устройства.

При смазке окунанием объем масляной ванны редуктора принимают из расчета ~ 0,5…0,8 литра масла на 1 кВт передаваемой мощности.

Для предотвращения обильного забрасывания масла в подшипники устанавливают маслозащитные шайбы или кольца

Т.к. у нас V = 3,33 м/с, то возьмем индустриальное масло И – Г – А – 46 ГОСТ 17479.4 – 87.

Зубчатые колеса погружаются минимум на высоту зуба

где m– модуль зацепления;

d₂– диаметр колеса

Определяем объем масла, требуемый для проектируемого редуктора

Vм = 0,6 х 7,5 = 4,5дм

_{Контроль уровня масла, находящегося в корпусе редуктора, контролируемым жезловым маслоуказателем. Слив отработанного масла производят через сливное отверстие, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой.}

_{В верхней части корпуса располагаем отдушину для снятия повышенного давления воздуха внутри корпуса.}

Подшипники смазываем пластичной смазкой, которую закладываем в подшипниковые камеры при сборке. Периодически смазку пополняют шприцем через прессмасленки. Сорт смазки – УТ – 1 по ГОСТ 1957-73.

4. Расчет шпоночных соединений.

Все шпонки редуктора проверяем на смятие по условию прочности.

Напряжение смятия и условия прочности:

σсм = ≤ [σ]см,

где

[ σ]см = 100…120 Н/мм– допускаемое напряжение смятия при

стальной ступице

Принимаем шпонки призматические по СТ СЭВ 189-75.

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Ведущий вал

Шпонка – на выходном конце вала.

dв = 32мм

bxh= 10 х8 мм

t1 = 5,0 мм

l= 70 мм – длина шпонки,

Т₂=37,9 Н· м = 37,9Н·мм

σсм =< [σ]см

Ведомый вал

Шпонка – на валу при посадке зубчатого колеса

d_к= 50 мм;

b х h = 14 х 9 мм;

t1 = 5,5 мм;

длина шпонки l= 55 мм;

момент на валу T2 = 176,210Нмм.

см = = 49 Н/мм[]

Шпонка – на выходном конце вала.

dв = 36мм

bxh= 10 х 8 мм

t1 = 5,0 мм

l= 70 мм – длина шпонки,

Т = 176,2Н· м = 176,2Н·мм

σсм = < [σ]см

Условие σсм < [ σ]см выполнено.

Проверка запаса прочности и выносливости валов

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнение их с требуемыми ( допускаемыми ) значениями[s ].Прочность соблюдена приs > [ s ].

Принимаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему ).

Производим расчет для предположительно опасных сечений вала.

Материал – сталь 40Х, нормализованная, σ_в= 980 Н/мм²

Пределы выносливости σ_-1= 0,43σ_в = 0,43·980 = 421Н/мм;

_{τ-1 = 0, 58σ-1 = 0,58·421 = 244 Н/мм}

1. Рассматриваем сечение вала при соединении вала редуктора с валом электродвигателя

Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Момент сопротивления кручению (при dв = 32 ммb= 10ммt1 = 5,0 мм)

Wк нетто ==

Момент сопротивления изгибу

W нетто = =

Крутящий момент М_кр.= 37,9 Н ·м = 37,9 ·10³Н·мм

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

М^/= 19,8 ·10³Н·мм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости

М^//= 64·10³Н·мм

Суммарный изгибающий момент

М = = 67·10³Н·мм

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_υ= τ_m== 3,23 Н/мм²

Амплитуда нормальных напряжений

σ_υ == 25,3 Н/мм²

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ =,

где k_σ= 1,7 – коэффициент концентрации напряжений;

k_d= 0,77 –масштабный фактор;

s_σ == 7,5

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s=,

где k= 2,0 – коэффициент концентрации напряжений;

k_d = 0,77 –масштабный фактор;

= 0,1

s== 28

Результирующий коэффициент запаса прочности для рассматриваемого сечения

S=> [s] = 1,3 – 1,5

2. Рассмотрим сечение посадки зубчатого колеса на вал.

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки.

Крутящий момент М_кр.= 176,2 Н ·м = 176,2 ·10³Н·мм

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

М^/= 70,4 ·10³Н·мм

Изгибающий момент в вертикальной плоскости

М^//= 52,9·10³Н·мм

Суммарный изгибающий момент

М = = 88·10³Н·мм

Момент сопротивления кручению (при dк2 = 50 ммb=14 мt1 = 5,5 мм

Wк нетто ==

Момент сопротивления изгибу

Wнетто ==

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

τ_υ= τ_m== 3,8 Н/мм²

Амплитуда нормальных напряжений

σ_υ == 8,2 Н/мм²

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

s_σ =,

где k_σ= 1,7 – коэффициент концентрации напряжений;

_σ= 0,81 –масштабный фактор;

s_σ == 24,5

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

s=,

где k= 2,0 – коэффициент концентрации напряжений;

= 0,70 –масштабный фактор;

= 0,1

s== 21,7

Результирующий коэффициент запаса прочности для рассматриваемого сечения

S=> [s] = 1,6– 2,1