Проект привода с коническим редуктором

 Исходные данные для расчёта: 

       =4 кВт, n₁=950 об/мин, i=2,7.

Принимаем диаметр малого шкива  равным 125 мм и находим номинальную мощность равную 1,5 кВт.

      3 Рассчитаем геометрические параметры передачи. 

      Диаметр большого шкива, мм:

,                                            (2.2.1)

. 

      Полученное  значение округляем до стандартного значения, 355 мм.

      По  рекомендации предварительно принимаем межосевое расстояние равным диаметру большего шкива 355 мм.

      Найдём  предварительную длину ремня, мм: 

,                   (2.2.2)

. 

      Полученный результат округляем до стандартного значения и принимаем его равным 1600 мм.

      Далее уточняем межосевое расстояние по формуле: 

,            (2.2.3)

      

 

      Угол  обхвата определим по формуле: 

                   ,                                   ( 2.2.4)

. 

      4 Определим мощность, предаваемую  одним ремнём: 

,                                           (2.2.5) 

где - коэффициент угла обхвата;

  - коэффициент длины ремня;

  - коэффициент передаточного отношения;

       - коэффициент режима нагрузки.

      И так, находим:

=0,92;

=0,92;

=1,14;

=1,3;

. 

      5 Найдём число ремней  по формуле: 

,                                              (2.2.6) 

где Р – мощность на ведущем валу, Н;

 - коэффициент числа ремней; 

. 

      7 Находим предварительное натяжение  одного ремня по формуле: 

,                                 (2.2.7) 

где -сила натяжения ремня, Н;

   - скорость вращения.

      Скорость  вращения , м/с: 

 

      Сила  натяжения ремня  , Н: 

 
 
 
 
 
 
 
 

3 Конструирование  тихоходного вала 

 1 Расчётная  схема 

l₁=151 мм,

l₂=105 мм,

l₂=256 мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Рисунок 5 – Расчётная схема 

      2 Определение реакций опор.

      Для определения реакций составим соответствующие  уравнения моментов: 

 
 

откуда реакция  , Н: 

 

      Реакции , , , находим аналогично:

 

      3 Определение опасного сечения.

Определяем  в трёх сечениях первое и третье в местах закрепления подшипников, второе в месте закрепления зубчатого колеса.

      Коэффициент нагруженности: 

 

где - коэффициент концентрации напряжений,

  - момент сопротивления.

       находим по таблице:

=1,9, =2,926.

      Моменты сопротивления, мм³: 

 

      Найдём  изгибающие , Н, моменты в каждом из сечений: 

 

       , находим аналогично, в результате получаем , .

      В результате получаем коэффициенты нагруженности:

  ,

      4 Расчёт вала на сопротивление  усталости, прочность 

      Расчёт  выполняют в форме проверки коэффициента S запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне [S]=1,5 – 2,5. 

,                                        (3.1) 

где , - коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям: 

                                                (3.3) 

      Напряжения  в опасных сечениях вычисляют  по формулам: 

                                           (3.4) 

где - результирующий изгибающий момент, Н•м;

       М_К – крутящий момент;

      W и W_К – моменты сопротивления сечения вала при изгибе и кручении, мм³. 

      Пределы выносливости вала в рассматриваемом  сечении: 

                                          (3.5) 

где и - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения, определяется по таблице;

  и - коэффициенты снижения предела выносливости.

      Значения  и вычисляют по зависимостям: 

                              (3.6) 

где и - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

       и - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;

       и -  коэффициенты   влияния   качества   поверхности ;

        - коэффициенты   влияния поверхности упрочнения

.

      Учитывая  все выше перечисленные коэффициенты, находим значения и : 

 

      Далее по формуле находим (3.4): 

 

по формуле (3.5): 

†††††††††††††††††††††††††

 

      Полученный  результат удовлетворяет условию  . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4 Поверка подшипников на долговечность 

1 Определим все  силы действующие в подшипниках. 

        

      Рисунок 5 – Расчётная схема, при условии  установки подшипников

        «враспор»                     

      Радиальная  нагрузка в подшипниках, , Н: 

                                                  (4.1)

 

      Минимальная осевая сила, 

                                                  (4.2) 

где e – коэффициент, принимаемый по таблице; 

 

      Для нормальной работы подшипника необходимо чтобы выполнялось условие: 

 и  . 
 

      Кроме того, должно выполняться условие  равновесия: 

                                                 (4.3) 

 Учитывая что  , осевые силы определяем по следующим зависимостям: 

 

      Полученные  результаты удовлетворяют условию   

      2 Расчёт подшипников на статическую  грузоподъёмность.

      Статическая прочность обеспечена, если выполнено  условие: 

,                                                    (4.4) 

где - статическая радиальная грузоподъёмность, для подшипника 7210А

      равно 55кН

      - эквивалентная статическая радиальная нагрузка. 

      Определим эквивалентную статическую радиальную нагрузку , Н: 

,                                             (4.5) 

      Значение  коэффициента радиальной статической нагрузки и коэффициента осевой статической нагрузки выбираем по таблице. 

 

      Полученные  результаты удовлетворяют условию  . 
 
 
 
 
 
 
 

      3 Расчёт подшипников на заданный  ресурс. 

      Исходные  данные:

F_r1=1343,96, F_r2=1938,98

F_a=1103,5,

n=87,96 об/мин,

d=50,

С_r=70,4 кН,

Y=1,4, коэффициент радиальной нагрузки,

X=0,4, коэффициент осевой нагрузки,

      Вычисляем эквивалентную динамическую нагрузку: 

,                                           (4.6) 

где V – коэффициент вращения кольца,

 - коэффициент безопасности по  таблице,

     - температурный коэффициент. 

 

      Определим скорректированный по уровню надёжности и условиям применения расчётный  ресурс (долговечность) подшипника, ч: 

,                                           (4.7)