Расчет открытой передачи (клиноременной). Расчёт долговечности подшипников

Расчет открытой передачи

(клиноременная)

P₁ = 4022,99 Bт; n₁ = 1000 об/мин; i = 1,6

1.  По графику рис. 12.23 рекомендуют сечения ремня Б [1]

2.  По графику рис. 12.26 и рекомендации рис. 12.31 [1] принимаем

d_P1 = 140 мм и P₀ = 2,2 кВт

3.  Рассчитываем геометрические параметры передачи (рис.10) d_P2  d_P1 i = 140  1,6 = =224 мм что соответствует стандартному значению

По рекомендации (12.29) предварительно a^/  1,35 d_P2 = 1,35  224 = 302 мм

По формуле (12.6) , по таблице 12.2 принимаем

по формуле 12.7 уточняем а

По формуле (12.5)

в допускаемых пределах

4.  Мощность передаваемая одним ремнем

5.  Число ремней z = P/(P_pC_z) = 4022,99/(17300,95) = 2,45  3

6.  Предварительное натяжение одного ремня

7.  По формуле 12.24 сила действующая на вал

в статическом состоянии передачи

при n = 1000 об/мин

8.  Ресурс наработки ремней

 

Рис.10  Схема ременной передачи.

Быстроходный вал (рис.11)

Силы действующие на вал

Реакции опор для 1

Реакции опор для 2

Промежуточный вал (рис.12)

Силы действующие в зацеплениях

Реакции опор 1

Реакции опор 2

Тихоходный вал (рис.13)

Реакции опор 1

       

Реакции опор 2

  

Выбор и расчет шпонок

Быстроходный вал

шпонка под шестерню

d_В = 30 мм     шпонка                      b  h = 8  7 мм; t₁ =4 мм; t₂ = 3,3 мм

T = 59,64 н м                                     l =27 мм; l_p = l – b =27 – 8 = 19 мм

Проверка шпонки на смятие узких граней

Промежуточный вал

Шпонка под колесо

d_В = 30 мм     шпонка                      b  h = 8  7t₁ =4 мм; t₂ = 3,3 мм

T = 115,7 н м                                     l =24 мм; l_p = l – b =24 – 8 = 16 мм

Шпонка под шестерню

d_В = 35 мм     шпонка                      b  h = 10  8мм; t₁ = 5 мм

T = 115,7 н м                                     l =40 мм; l_p = l – b =40 – 10 = 30 мм

Тихоходный вал

Выходной конец вала

d_В = 48 мм                                         b  h = 14  9мм; t₁ = 5,5мм

T = 437,32 н м                                   l =44 мм; l_p =44 – 14 = 30мм

Рис.14   

Расчёт долговечности подшипников.

Быстроходный вал:

Шарикоподшипник радиальный однорядный

D=30мм; D=62мм; (c=10,0kH; )

Суммарные реакции:

H

Расчёт долговечности ведётся по более нагруженной опоре в данном случае опора 2

Эквивалентная нагрузка

Расчётная долговечность, млн.об.

млн.об.

Расчётная долговечность, ч

Промежуточный вал.

Шарикоподшипник радиальный однорядный №307

Суммарные реакции

более нагружена опора 2

Эквивалентная нагрузка

отношение

этой величине соответствует е  0,24

отношение

Расчетная долговечность, млн/об

Расчетная долговечность в часах, ч

Тихоходный вал

Роликоподшипники конические однорядные

суммарные реакции

осевые составляющие

левый подшипник поэтому осевую нагрузку не учитывать эквивалентная нагрузка

расчет долговечности ведется по более нагруженной опоре правый подшипник

эквивалентная нагрузка

расчет на долговечность, млн/об

Расчетная долговечность в часах, ч

Проверочный расчет валов

Т = 56,64н м        n = 625 об/мин

Материал вала – сталь45, улучшенная,  

Изгибающий момент

Напряжения изгиба

Напряжения кручения

По таблице 15.1. для шпоночного паза

По графику (15.5)

Запас сопротивления усталости только по изгибу

где

Запас сопротивления усталости только по кручению

При совместном действии напряжений

Промежуточный вал

Т = 115б7н м изгибающий момент

При совместном действии напряжений

Тихоходный вал

Т = 437,32н м изгибающий момент

При совместном действии напряжений

Проверка на статическую прочность

Быстроходный вал:

Промежуточный вал

Тихоходный вал

Расчет посадки

Тихоходный вал (рис.14.1)

Соединение вал — ступица

Соединение нагружено моментом Т = 437,32н м и осевой силой F_a = 1260н диаметр соединения d =45мм диаметр ступицы d₂ = 85мм шероховатости вала и отверстия

По формуле 7.4 принимая f = 0,1 и К = 2

где

Расчетный натяг

где

Потребный минимальный натяг

По таблице стандарта этот минимальный натяг может гарантировать посадка H7/U7

Отклонения отв.          0          и          0,025

Отклонения вала         0,070   и          0,095

Проверяем условия прочности

—  условия прочности соединения удовлетворяются

Рис.14.1. Схема соединения.  

Расчет муфты (выходной вал)

Выбираем муфту упругую втулочно – пальцевую

Упругие элементы муфты проверяют по напряжениям смятия

Расчет смазки

Смазку передач осуществляем путем погружения зубчатых колес в масляную ванну картера, объем которой составляет около 0,6 л на 1 кВт передаваемой мощности:

V_к » 0,6Р_вых = 0,6*3,5 = 2,1 л;

причем шестерня тихоходной ступени погружена на 1/3 радиуса (высота уровня масла –30 мм), а колесо быстроходной ступени – не менее чем на высоту зуба.

Смазка подшипников качения производится из общей масляной ванны редуктора путем разбрызгивания масла вращающимися зубчатыми колесами.