 |
Выбор муфты на выходном валу привода
|
|
|
|
Для аварийного одноразового выключения привода при непредусмотренном резком повышении нагрузки применяют муфты с разрушающимися элементами; включение привода возможно лишь после замены разрушенного элемента, что затрудняет эксплуатацию. В нашем случае аварийные ситуации маловероятны, поэтому вполне допустима установка предохранительной муфты со срезным штифтом. Выбор предохранительной муфты со срезным штифтом производится в зависимости от диаметров соединяемых валов и расчётного передаваемого крутящего момента. Диаметры соединяемых валов:
d(выход. вала) = 40 мм;
d(вала потребит.) = 40 мм;
Передаваемый крутящий момент через муфту:
T = 249,338 Нxм
Расчётный передаваемый крутящий момент через муфту:
Tр = kр x T = 1,5 x 249,338 = 374,008 Нxм
здесь kр = 1,5 - коэффициент, учитывающий условия эксплуатации; значения его приведены в таблице 11.3[1].
Выбираем предохранительную муфты со срезным штифтом и проведём расчёт срезных штифтов.
В качестве предохранительного штифта выбираем штифт диаметром d=3 мм по ГОСТ 3128-70.
Вычислим радиус расположения срезного штифта:
R = 132,278 мм 132,3 мм;
здесь b ср = 400 МПа - предел прочности на срез для материала выбранного штифта.
Муфты
| Муфты | Соединяемые валы | |
| Ведущий | Ведомый | |
| Муфта упругая втулочно-пальцевая 63-24-I.1-20-I.1-У2 ГОСТ 21424-93 (по табл. К21[3]). | Вал двигателя d(эл. двиг.) = 24 мм; | 1-й вал d(1-го вала) = 20 мм; |
| Муфта предохранительная со срезным штифтом. | Выходной вал d(выход. вала) = 40 мм; | Вал потребителя d(вала потребит.) = 40 мм; |
Проверка прочности шпоночных соединений
Червячное колесо 1-й червячной передачи
Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 14x9. Размеры сечений шпонки и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).
|
|
|
Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].
см =
67,847 МПа [см]
где Т = 249338,467 Нxмм - момент на валу; dвала = 50 мм - диаметр вала; h = 9 мм - высота шпонки; b = 14 мм - ширина шпонки; l = 56 мм - длина шпонки; t1 = 5,5 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [см] = 75 МПа.
Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].
ср =
16,962 МПа [ср]
Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [ср] = 0,6 x [см] = 0,6 x 75 = 45 МПа.
Все условия прочности выполнены.
Соединения элементов передач с валами
| Передачи | Соединения | |
| Ведущий элемент передачи | Ведомый элемент передачи | |
| 1-я червячная передача | Заодно с валом. | |
Конструктивные размеры корпуса редуктора
Толщина стенки корпуса и крышки одноступенчатого червячного редуктора:
=.4 x aw + 2 = 0.04 x 140 + 2 = 7,6 мм
Так как должно быть 8. мм, принимаем = 8. мм.
1 =.32 x aw + 2 = 0.032 x 140 + 2 = 6,48 мм
Так как должно быть 1 8. мм, принимаем 1 = 8.0 мм.
Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b = 1.5 x = 1.5 x 8 = 12 мм.
Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: b1 = 1.5 x 1 = 1.5 x 8 = 12 мм.
Толщина нижнего пояса корпуса:
без бобышки: p = 2.35 x = 2.35 x 8 = 18,8 мм.
Округляя в большую сторону, получим p = 19 мм.
при наличии бобышки: p1 = 1.5 x = 1.5 x 8 = 12 мм.
p2 = (2,25...2,75) x = 2.65 x 8 = 21,2 мм.
Округляя в большую сторону, получим p2 = 22 мм.
Толщина рёбер основания корпуса: m = (0,85...1) x =.9 x 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m = 8 мм.
Толщина рёбер крышки: m1 = (0,85...1) x 1 = 0.9 x 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m1 = 8 мм.
Диаметр фундаментных болтов (их число 4):
d1 = (0,03...0,036) x aw (тихоходная ступень) + 12 =
(0,03...0,036) x 140 + 12 = 16,2...17,04 мм.
|
|
|
Принимаем d1 = 20 мм.
Диаметр болтов у подшипников:
d2 = (0,7...0,75) x d1 = (0,7...0,75) x 20 = 14...15 мм. Принимаем d2 = 16 мм.
соединяющих основание корпуса с крышкой:
d3 = (0,5...0,6) x d1 = (0,5...0,6) x 20 = 10...12 мм. Принимаем d3 = 12 мм.
Размеры, определяющие положение болтов d2 (см. рис. 10.18[1]):
e (1...1,2) x d2 = (1...1.2) x 16 = 16...19,2 = 17 мм;
q 0,5 x d2 + d4 = 0,5 x 16 + 5 = 13 мм;
где крепление крышки подшипника d4 = 5 мм.
Высоту бобышки hб под болт d2 выбирают конструктивно так, чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку. Желательно у всех бобышек иметь одинаковую высоту hб.
Расчёт реакций в опорах
Й вал
Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:
Fx3 = -273,788 H
Fy3 = -907,518 H
Fz3 = Fa3 = -2493,385 H
Из условия равенства суммы моментов сил относительно 1-й опоры:
Rx2 =
=
= 136,894 H
Ry2 =
=
= 837,357 H
Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:
Rx4 = = = 136,894 H
Ry4 = = = 70,161 H
Суммарные реакции опор:
R1 = = = 848,473 H;
R2 = = = 153,826 H;
Й вал
Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:
Fx2 = 2493,385 H
Fy2 = -907,518 H
Fz2 = Fa2 = -273,788 H
Из условия равенства суммы моментов сил относительно 1-й опоры:
Rx1 =
=
= -1246,692 H
Ry1 =
=
= 636,284 H
Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:
Rx3 =
=
= -1246,692 H
Ry3 =
=
= 271,234 H
Суммарные реакции опор:
R1 = = = 1399,679 H;
R2 = = = 1275,857 H;
Построение эпюр моментов валов
Расчёт моментов 1-го вала
1 - е сечение
Mx = 0 Н x мм
My = 0 Н x мм
M = = = 0 H x мм
2 - е сечение
Mx = 0 Н x мм
My = 0 Н x мм
M = = = 0 H x мм
3 - е сечение
Mx1 = =
= 108856,37 H x мм
Mx2 = =
= 9120,97 H x мм
My1 = =
= 17796,22 H x мм
My2 = =
= 17796,22 H x мм
M1 = = = 110301,472 H x мм
M2 = = = 19997,438 H x мм
4 - е сечение
Mx = 0 Н x мм
My = 0 Н x мм
M = = = 0 H x мм
Эпюры моментов 1-го вала
 | ||||||||||||
 | ||||||||||||
 | ||||||||||||
 | ||||||||||||
 | ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
| ||||||||||||
 | ||||||||||||
 | ||||||||||||
| ||||||||||||
 | ||||||||||||
| ||||||||||||
Расчёт моментов 2-го вала
1 - е сечение
Mx = 0 Н x мм
My = 0 Н x мм
M = = = 0 H x мм
2 - е сечение
Mx1 = =
= 47721,325 H x мм
Mx2 = =
= 20342,525 H x мм
My = =
= -93501,938 H x мм
M1 = = = 104975,889 H x мм
M2 = = = 95689,24 H x мм
3 - е сечение
Mx = 0 Н x мм
My = 0 Н x мм
|
|
|
M = = = 0 H x мм
4 - е сечение
Mx = 0 Н x мм
My = 0 Н x мм
M = = = 0 H x мм
Эпюры моментов 2-го вала
 | ||||||||||
 | ||||||||||
| | ||||||||||
 | ||||||||||
| ||||||||||
| ||||||||||
 | ||||||||||
 | ||||||||||
| ||||||||||
 | ||||||||||
| ||||||||||
|
|
|
