4. Расчёт зубчатой ремённой передачи

4.1. Исходные данные:

Р₁= 0,12 кВт, мощность на быстроходном валу;

n₁= 1380 мин-1, частота вращения меньшего шкива;

u=2,22, передаточное число.

4.2. Выбираем модуль ремня, в зависимости от передаваемой мощности и угловой скорости. При Р менее 0,4 кВт и = 180 рад/с m = 2, 3 мм. Принимаем модуль 2 мм.

Шаг ремня

р =  m = 3,14  2 = 6,28 мм

Число зубьев меньшего шкива при m = 2, 3 z_1min = 12 зубьев

Число зубьев большего шкива

Z_2min = z_1min u = 12 2,22 = 26,64, принимаем 27 зубьев

4.3. Делительные диаметры шкивов

d₁=m z_1min = 2  12 = 24 мм

d₂=m z_2min = 2  27 = 54 мм

Определяем межосевое расстояние

а 0,5 (d₁+ d₂) = 0,5(24+54) = 39 мм

4.4. Определяем геометрическую длину ремня

шага

Принимаем стандартную длину ремня из ряда: 63, 71, 80, 90, 100, 112,125, 140, 160, 180, 200, 224.

Для удобства размещения двигателя и редуктора на одной раме принимаем l_p = 90 шаг.

Окончательное межосевое расстояние

4.5. Проверяем угол обхвата на меньшем шкиве

Число зубьев ремня, находящихся в зацеплении с меньшим шкивом

4.6. Определяем скорость ремня

м/с

4.7. Определяем окружное усилие, кгс

Н

В зависимости от модуля выбираем значение k_0, при m = 2 k₀=5, при m = 3 k₀=9

Допускаемая удельная окружная сила

Н/м

где С_р – коэффициент динамичности нагрузки, при спокойной нагрузке и работе в 2 смены, С_р = 0,9;

С_F – коэффициент учитывающий неравномерность нагрузки, С_F = 0,85

qv² - центробежная сила, при m = 2 q=0,003, при m = 3 q=0,004

4.8. Ширина ремня

мм

Уточняем ширину ремня по стандарту для m = 8; 10; 12,5; 16

m = 3: 12,5; 16; 20; 25 мм.

Принимаем b = 8 мм

4.9. Сила предварительного натяжения ремня

Сила, действующая на валы

Н

5. Расчёт элементов корпуса

5.1. Чтобы поверхности вращающихся колёс не задевали за внутренние поверхности стенок редуктора, между ними оставляют зазор «а», который определяют по формуле

(мм)

где L – наибольшее расстояние между внешними поверхностями деталей передач.

L = 2а = 142 мм

5.2. Расстояние «в» между дном корпуса и поверхностью колёс или червяка принимаем

в  4а, в = 4·10 = 40 мм

5.3. Толщину стенки, отвечающую требованиям технологии литья и необходимой жесткости корпуса редуктора, рекомендуется определять по формуле

мм, мм

Принимаем  = 9 мм.

5.4. Толщину внешних рёбер жесткости принимаем 6 мм.

5.5. Толщина стенки крышки корпуса ₁ = 0,9.

₁ = 0,9  9 = 8 мм.

6. Предварительный расчёт диаметров валов

Диаметры (мм) различных участков валов редуктора определяют по формулам:

6.1. для быстроходного вала под шкив

(мм)

Принимаем d = 10 мм.

Диаметр вала под подшипником принимаем конструктивно

d_п = 15 мм

6.2. Диаметр тихоходного вала под муфту определяем по соотношению

(мм)

Принимаем d = 25 мм под стандартную муфту

Диаметр вала под подшипником d_п = 30 мм,

диаметр вала под колесом d_к = 40 мм.

7. РАСЧЁТ РЕАКЦИЙ ОПРОР И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПАСНЫХ

СЕЧЕНИЙ ВАЛОВ

7.1. Расчёт реакций опор и изгибающих моментов быстроходного вала

На вал действуют силы в вертикальной плоскости:

F_r – радиальная сила на червяке; F_a – осевая сила на червяке;

В горизонтальной плоскости:

F_t – окружная сила на червяке; F_ш – сила от шкива;

Исходные данные:

d = 35 мм, l₁ = 0,062 м, l₂ = 0,062 м, l₃ = 0,06 м,

Fr = 269,28 Н, F_a =740 Н, F_t = 96,57, F_ш = 6,41 Н

7.1.1. Реакции опор в вертикальной плоскости

Сумма моментов в точке А равняется 0:

МАу = 0 Frl₁ + Fa0,5d - RВy(l₁ +l₂) = 0;

Н

Сумма моментов в точке В равняется 0:

МВу = 0, - Frl₂ + Fa0,5d + RАy(l₁ +l₂) = 0;

Н

Проверка: У = 0, - RAy + F_r - RBy = 0;

- 30,2 + 269,28 – 239,07 = 0

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости:

Му_2слева = - RAyl₁ = 30,2 ·0,062 = -1,87 Нм

Му_{2справа} = - RByl₂ = - 239,07 · 0,062 = - 14,82 Нм

7.1.2. Реакции опор в горизонтальной плоскости

Сумма моментов в точке А равняется 0:

МАх = 0, - Ftl₁ + RBx (l₁ + l₂) + F_ш(l₁ + l₂ + l₃) = 0;

Н

Сумма моментов в точке В равняется 0:

МВх = 0, F_tl₂ - RAx(l₁ + l₂) + F_ш l₃ = 0;

Н

Проверка: X = 0, RAx - F_t - RBx - F_ш= 0;

128,93 – 96,57 – 38,77 + 6,41 = 0

Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости:

Мх₂ = RAхl₁ = 128,93 ·0,062= 7,93 Нм

Мх₃ = F_шl₃ = 6,41 · 0,06 = 0,38 Нм

7.1.3. Суммарные реакции опор в подшипниках:

Н

Н

Эпюры изгибающих и крутящего моментов быстроходного вала

7.1.4. Опасное сечение находится под червяком. Концентратор напряжений – вал - червяк

Суммарный изгибающий момент в опасном сечении

Нм