Проектирование привода к межэтажному подъемнику, страница 5

Установив характерный размер l = 152 мм – расстояние между торцами опор-подшипников червяка, определяем соотношение:

Согласно рекомендациям, когда при n₁ < 1500 об принимаем схему установки подшипников с одной фиксирующей и одной плавающей опорами. Так как диаметр вершин витков червяка больше диаметра наружного кольца подшипника, в качестве фиксирующей опоры принимаем схему с двумя коническими роликовыми подшипниками, закрепленными в стакане глухой крышкой. В качестве плавающей опоры принимаем роликовый радиальный с короткими цилиндрическими роликами подшипник 12206 ГОСТ 8328-75.

Для опор червячного колеса принимаем схему «враспор».

Как наиболее удобную (по условиям сборки червяка и колеса, регулировки) и технологичную в данном случае принимаем конструкцию корпуса редуктора со съёмной крышкой, стык которой приходится по оси тихоходного вала.

Назначаем закладные крышки для подшипников.

Рисунок 3. Эскизная компоновка червячного редуктора

7.4. Расчет шпоночных соединений.

Шпоночное соединение двух деталей образуется при помощи шпонки, которая является связью между ними.

Шпоночное соединение передает нагрузку в виде вращающего момента.

Для образования шпоночного соединения используют следующие типы шпонок: призматические (наиболее распространенные), сегментные, тангенциальные, цилиндрические и сравнительно редко клиновые.

Первые четыре типа несмотря на различную форму имеют один метод расчета.

Шпоночное соединение может потерять работоспособность по двум причинам: а) смятие боковых рабочих поверхностей шпонки; б) продольный срез шпонки.

Условия прочности которые обеспечивают работоспособность шпоночного соединения имеют вид:

Для стандартных шпонок выполнение первого условия приводит к автоматическому выполнению второго, поэтому такие шпонки рассчитывают только по напряжениям смятия.

Выполняют проверочный или проектный расчет шпоночного соединения по формуле:

где Т – передаваемый вращающий момент, Н·м;

d – диаметр вала в месте установки шпонки, мм;

l_P – рабочая длина шпонки, l_P = l – для шпонки с плоскими торцами, l_P = l-b – для шпонки со скруглёнными торцами, мм;

h – высота шпонки, мм;

[σ_см] – допускаемое напряжение смятия, при неподвижном соединении вала и стальной (чугунной) ступицы [σ_см] = 60…100 МПа, при посадках с натягом [σ_см] = 110…200 МПа.

Произведем проверочные расчеты для шпоночных соединений.

Соединение вал двигателя – ведущий шкив. Принимаем шпонку без закруглений, Т = 13,7866 Н·м, d = 24 мм, l = l_Р = 30 мм, h = 7 мм, b = 8 мм. Проверка:

Соединение червячный (быстроходный) вал редуктора – ведомый шкив. Принимаем шпонку без закругления, Т = 26,194 Н·м, d = 24 мм, l = l_Р =26 мм, h = 4 мм, b = 4 мм. Проверка:

Соединение тихоходный вал редуктора – ступица червячного колеса. Принимаем шпонку с плоскими торцами, Т=365,4068Н·м,d=64 мм, l=l_Р=35 мм, h = 11 мм, b = 18 мм. Проверка:

Соединение тихоходный вал редуктора – правая полумуфта. Принимаем шпонку без закруглением, Т = 358,0986 Н·м, d = 50 мм, l = l_Р = 37 мм, h = 8 мм, b = 12 мм. Проверка:

Все проверки выполняются по условию допускаемого напряжения смятия, т.е. подбор шпонок осуществлен правильно.

7.5. Расчет валов на статическую прочность

7.5.1. Расчет тихоходного вала (червяка)

Выполним построение эпюр изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Для этого необходимо определить реакции в опорах. Прикладываем к валу внешние нагрузки (см. рис. 4):

-силы в зацеплении: F_a₁ = 4176,0772 Н, F_t₁ = 818,2664 Н, F_r₁ = 1537,8504 Н;

-входная сила: F_вх = F_к =811,342 Н,

Рассмотрим силы и реакции, действующие на вал в плоскости YOZ: