Червячный редуктор привода ленточного конвейера

СПБГУАП группа

d d

4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

бк	d	к	3 f	,
бк	64 3 2 70				мм

где f - фаска колеса, f 2 [1.стр.46]

Выбираем тип подшипника по следующим рекомендациям:

Червячные колёса должны быть точно и жестко зафиксированы в осевом направлении. Шариковые радиальные подшипники характеризует малая осевая жесткость. Поэтому в силовых передачах для опор валов червячных колес применяют конические роликовые подшипники.

рис. 4.5 Подшипник роликовый конический однорядный повышенной грузоподъемности (из ГОСТ 27365-87)

Таблица 4.7 Основные параметры подшипника

Обозначение	Размеры, мм							Грузоподъёмность, кН
	d	D	Tнаиб	В	c	r	r1	Cr	C0r
7212А	60	110	24	22	19	2	1.5	91.3	70

Крышки подшипников Крышки подшипников изготавливают из чугуна марок СЧ15, СЧ20.

Основные конструкции привертных крышек с отверстием для выходного конца вала приведены [1. стр.169]

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

5. Силы в приводе

рис. 5.7 Аксонометрическая схема привода

Силы в зацеплении

- Окружная сила на колесе, равная осевой силе на колесе:

		2 103	T		2 103 703.7
F			4			5519.2H
t 4		d4			255

- Окружная сила на колесе, равная осевой силе на червяке:

			2 103 T
	Ft 3 Fa 4		23
			d3

F	F		2 103	17.63		350H
t 3	a 4		100

- Радиальная сила:

Fr 4 Ft 4 tq , 20 tq 0.36

Fr 4 5519.2 0.36 1986.9H

Опорные реакции

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Для определения реакций используются уравнения равновесия моментов последовательно для точки 1 и для точки 2 , в двух выбранных плоскостях.

Рис 5.8 Радиальные реакции опор от сил зацепления

Рис 5.9 Реакции от консольной нагрузки

a=l/2=66мм,b=l

2

=117мм

Приложенная сила FK рассчитывается по формуле

F	125	T	125	703.7 3315.9Н
K		4

- в плоскости YOX

d4

M1 0 , Fr 4 a Fa4 2 R2B 2a 0 ,

		1986.9 66 350		255
				2
R					1331.5
	2B		66
		2

Н

d4

M 2 0 , R1В 2a Fa4 2 Fr 4 a 0 ,

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

	1986.9 66 350			255
				2
R1В						655.4
			66
	2					Н

R	F	R	0
1B	r 4	2B

655.4 1986.9 1331.5 0

Проверка сошлась, след. Реакции найдены верно.

- в плоскости XOZ

M1		0	,
R	2a F
2r			t 4

a F	2a b
к

0

,

R	2r

		5519.2 66 3315.9 2 66 117		3495.4
		2	66

Н

M 2

0

,

R1r

2a F	a F
t 4	к

b

0

,

R1r

		5519.2 66 3315.9 117	5698.7
		132

Н

R	F	R	F	0
1r	t 4	2r	k

5698.7 5519.2 3495.4 3315.9 0

Суммарные радиальные реакции на опорах

R			R	2	R		2		655.4	2	5698.7		2	5736.3H
1			1B			1r
R			R	2	R	2			1331.5	2	6255	2	3740.4H
	2			2 B		2r

6. Подбор подшипников тихоходного вала по динамической

грузоподъёмности

Принятые подшипники Исходные данные:

-Условное обозначение подшипника:7212А

-Динамическая грузоподъёмность С	r	=91.3 Кн

-Коэффициент осевого нагружения е=0.4

-Коэффициент осевой нагрузки Y=1.5

-Частота вращения вала червячного колеса n=15.5 об/мин

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

-Радиальная нагрузка на подшипники: R1(опора 1), R2(опора 2)-

суммарные реакции

-Условие эксплуатации-обычное

-Нагрузка-постоянная Минимальная осевая нагрузка для работы подшипника

F	0.83 e R 0.83 0.4 5736.3 1904.5H
a1min	1
F	0.83 e R	0.83 0.4 6395.2 1241.8H
a2 min	2

Рис 6.10 Схема нагружения подшипника

Суммарные осевые силы на опорах

Если

F	F
a1min	a2 min

,

F	0
a4

, то

F	F
a1	a1min

,

F	F	F
a2	a1min	a4

[1,c.114] 1904.5H >

1241.8H,

F	1904.5H
a1	,

F	1904.5 350 2254.5H
a2

Отношение осевой силы к радиальной. Коэффициент радиальной и осевой нагрузки

V-коэффициент вращения кольца подшипника, V=1 при вращении внутреннего кольца подшипника относительно вектора радиальной силы.

	Fa1		1904.5		0.33
Отношение	R V		5736.3 1
	1				, что меньше e=0.4 и для опоры 1: X=1,

Y=0

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Отношение

F
	a2
R	2	V

		2254.5
		3740.4	1

0.51

, что больше e=0.4 и для опоры 2: X=0.4,

Y=1.5

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка на подшипник

KБ - коэффициент динамичности нагрузки, КБ=1.5 [1,т.7.6]

КТ - температурный коэффициент, зависит от рабочей температуры подшипника tрабС<100, КТ=1 [1,c.117]

P	V X	1	R Y		F	K	Б	K	Т
r1			1	1	a1

1 1 5736.3 0 1.5 1

8604.5

Н

P	V X	2	R	Y	F	K	Б	K	Т
r 2			2	2	a2

0.4 1 3740.4 1.5 2254.5 1.5 1

4877.9

Н

Проверка пригодности подшипников

Проверка пригодности осуществляется по большему значению

эквивалентной нагрузки

					C		10		10	6
L	a	a		(		r	) 3
			23
10ah	1				P				60 n
					r max

a		-		коэффициент,			корректирующий ресурс в зависимости от
1
надежности,					a	=1 [1,т.7.7]
					1
a	23		-	коэффициент,			корректирующий ресурс в зависимости от особых

свойств подшипника, а так же от условий его работы, a23 =0.6 [1,стр.119]

Допустимая нагрузка Pr не должна превышать статическую

грузоподъемность

Подшипник

требуемому	L
	10ah

P 0.5 C	оr
r

пригоден, если расчетный ресурс больше или равен

L
10ah

L10ah L 365 Kг 24 Kс 10 365 0.7 24 0.3 18396 часов

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

		91300	3.3.3	10	6	1680371.3 часов
L
	1 0.6
10ah		8604.5		60 15.5

Так как расчетный ресурс больше требуемого и выполнены все условия,

то предварительно назначенный подшипник - 7212А пригоден, при требуемом ресурсе надежности выше 90%.

7. Оценка прочности шпоночных соединений

Для передачи вращающего момента применяют призматические шпонки со скругленными концами. Все размеры шпонок и длины шпонок по ГОСТ

23360-78

â

h d

t1 t2

lð l

r

Рис 7.11 Шпоночное соединение

Условие прочности

			2 T
	см		d h t		l b
						см
				1		,

где см -напряжение смятия, d-диаметр вала, H/мм2

T-момент на валу, Нм h-высота шпонки, мм t1-глубина паза вала, мм

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

l- длина шпонки, мм

b- ширина шпонки, мм

см

110...190H

/

мм	2

-допускаемое

напряжение смятия при стальной

ступице

см

70...90H

/

мм	2

-допускаемое

напряжение смятия при чугунной

ступице Исходные данные выбираются по [1,т.24.29] Проверочный расчет

шпонки 12×8×70 ГОСТ 23360-78, на быстроходном валу.

Т.к. материал ступицы – сталь, то допускаемое напряжение смятия

			190H / мм	2
	см
			2 17.63 10		3	5.07 H / мм
							2
	см		40 8 5 70 12					см

Принимаем шпонку 12×8×70 на конец быстроходного вала.

Проверочный расчет шпонки 16×10×100 ГОСТ 23360-78, на конце тихоходного вала.

Т.к. материал ступицы (зубчатое колесо) – сталь, то допускаемое напряжение смятия

[σсм] = 190 Н/мм2.

			2	703.7 10	3	83.8 H / мм
							2
	см	50	10	6 100 16				см

Принимаем шпонку 16×10×100 на конце тихоходного вала.

Проверочный расчет шпонки 18×11×100 ГОСТ 23360-78, на тихоходном валу под зубчатое колесо.

Т.к. материал ступицы (зубчатое колесо ) – сталь, то допускаемое напряжение смятия

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

[σсм] = 190 Н/мм2.

			2	703.7 10	3	67.04 H / мм
							2
	см		11	7 100 18
		64						см

Проверка показала, данные шпонки можно использовать в шпоночных соединениях редуктора.

Таблица 7.8. Итоговая таблица.

				Момент	Диаметр						Глубина		Напряжение
Вал						Шпонка					паза, мм
				Н.м	мм								Н/мм2
											t1	t2
Быстроходный				17.63	40	12		8 70			5	3,3	5.07
Тихохо	дный		На валу	703.7	50	16		10		100	6	4,3	83.8
			Под колесе	703.7	64	18		11		100	7	4,4	67.04

8. Выбор соединительной муфты

Рис.8.11 Муфта упругая торообразная

Муфта служит для передачи вращающего момента от вала колеса к валу барабана ленточного конвейера. Т.к. привод ленточного конвейера и исполнительный орган(барабан конвейера) находятся не на общей раме,

следует применить компенсирующую муфту. Наиболее полно требованиям к

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

компенсации погрешностей удовлетворяет муфта упругая с торообразной оболочкой.

Критерии выбора муфты:

1.По крутящему моменту(Т					4	)
Т	р	К Т	4	<T,

Тр = 1,1.703.7 = 774.07 Н.м ‹ 800 Н.м

где К-коэффициент режима работы, К=1.1…1.4, Т – номинальный момент

2.Диамтры соединяемых валов d=50мм

3.Частота вращения вала n=15.5 об/мин Муфта: 800-50.1.1 ГОСТ 20884-93

9. Конструирование элементов корпуса редуктора

Для редукторов толщину стенки, отвечающую требованиям технологии литья, необходимо прочности и жесткости корпуса, вычисляют по формуле:

1.34Т4 6мм

1.34703.7 6.7 7мм

Диаметр фланца крышки и подшипника:

D	ф

D (4...4.4)d

,где d смотри на стр.169

Dф 110 4 10 150мм

Диаметр прилива для привёртной крышки: