Описание сборки редуктора

 

Народна кухня — це така ж культурна спадщина українського народу, як мова, література, мистецтво, це неоціненний здобуток, яким можна пишатися, який не слід забувати.

Українська кухня складалася протягом віків і з давніх часів відзначалася різноманітністю страв, високими смаковими та поживними якостями. Більшість страв української кухні відзначається складною рецептурою і складними комбінованими способами ї їх готування (так, під час варіння борщу використовується до 20 складників).

Значною мірою на характер кухні впливає основний спосіб термічної обробки продуктів, який багато в чому залежить від конструкції домашнього вогнища. На Україні це було вогнище закритого типу — вариста піч. Тому на Україні переважно готували варену, тушковану й печену їжу.

Таким чином, виробилися своєрідні смакові стереотипи й звичка до вареної, тушкованої та печеної їжі. Навіть чумаки, які возили сіль з Криму й Приазов'я, та запорозькі козаки у походах робили у землі тимчасову пічечку — кабицю і готували в ній традиційні страви — куліш і кашу, лемішку й галушки. Навіть з упольованої дичини переважно варили юшку, а не смажили її на рожні.

Географічно-кліматичні умови та землеробський напрямок господарства дозволяли населенню України харчуватися як рослинною, так і м'ясною їжею. Уже в період трипільської культури (5 тисяч років тому), яку сприйняли східні слов'яни, населення Правобережної України вирощувало зернові культури — пшеницю, ячмінь і просо. Значно пізніше, близько тисячі років тому, з'явилося жито.

Поряд з землеробством, східнослов'янські племена займалися розведенням великої та дрібної рогатої худоби, свиней, а також полюванням і рибальством.

Слов'янські племена для приготування їжі виготовляли різноманітний глиняний посуд, який обпалювали в спеціальних печах.

Літописи та інші писані пам'ятки, а також археологічні розкопки свідчать про багатство і різноманітність їжі, що споживалась населенням Середньої Наддніпрянщини в період Київської Русі. Крім продуктів переробки зерна і різних овочів (капусти, ріпи, цибулі, часнику), до складу їжі входило м'ясо свійських тварин

(свиней, овець, кіз, корів, телят) і птиць (курей, гусей, качок, голубів, тетеревів і рябчиків). З диких звірів найчастіше вживались для харчування дикі свині (вепри), зайці, що добувалися полюванням. Є також відомості про вживання молока, коров'ячого масла і сиру.

Однак ще до 20—30-х років XX століття м'ясні страви в народі вважали святковими.

Значне місце в харчуванні наших предків здавна займала й риба, серед якої слід назвати коропа, ляща, осетра, сома, вугра, лина, піскаря, щуку, в'язя. Вживалась в їжу також ікра різних порід риб.

Серед рослинної їжі стародавніх слов'янських народів перше місце займав хліб, який приготовляли з житнього та пшеничного борошна на заквасці (кислий хліб) і випікали в печах. Зерно на борошно розмелювали на ручних жорнах, а пізніше — на водяних і вітряних млинах.

Прісне тісто вживали у вигляді галушок та інших виробів. Нашим предкам було відомо багато видів хлібних виробів: пироги, калачі, короваї. Пекли також хліб з маком і медом.

З пшениці робили не тільки борошно, а й крупи, з яких варили кутю. У великій кількості використовували для їжі пшоно. Споживали також рис, який завозили з інших країн. Його називали в той час «сорочинським (сарацинським) пшоном».

Досить велику роль у харчуванні відігравали бобові культури — горох, квасоля, сочевиця, боби та інші.

З городніх овочів використовували: капусту (свіжу і квашену), буряки, редьку, моркву, огірки, гарбузи. Як приправу до страв використовували місцеві пряно-смакові рослини — хрін, цибулю, часник, кріп, щебрушку, кмин, аніс (ганус), м'яту, калган, а також привізні з інших країн — перець і корицю (цинамон).

Для приготування їжі використовували тваринний жир, різні олії, оцет і горіхи. Через відсутність цукру немалу роль у харчуванні відіграв мед.

Із фруктів і ягід споживали яблука, вишні, сливи, смородину, брусницю, малину, журавлину тощо.

У великій кількості наші предки вживали одержувані способом бродіння напої — мед різних сортів, пиво, квас і виноградне вино.

Рідку їжу готували з додаванням багатьох ароматичних приправ та овочів і називали «варивом із зіллям». Крім того, були поширені різні м'ясні і рибні відвари, відомі під назвою «юха».

«Вариво з зіллям», з додаванням овочів, пізніше почали називати борщем, оскільки обов'язковою складовою частиною цієї страви були буряки, які мали назву «бърщь».

«Юху», що згодом почала називатися «юшкою», готували у вигляді якого-небудь відвару з додаванням інших продуктів — гороху, крупів тощо.

Серед солодких страв на той час були відомі: кутя з медом, кутя з маком і горіхами, рис з медом і корицею, кутя з ізюмом і горіхами, юха з сушених яблук, слив та вишень (узвар), що мали тривалий час також обрядне значення. З малини й журавлини варили узварець.

Приготування їжі, як певна майстерність, виділилось в окрему спеціальність при княжих дворах і монастирях. Так, вже в XI ст. в Києво-Печерському монастирі серед ченців було кілька кухарів. Кухарі були також і в багатих родинах.

З розвитком землеробства, скотарства, рибальства, полювання і бджільництва продукти землеробства і скотарства почали вивозити за кордон.

В XV—XVII століттях, внаслідок дальшого поділу суспільної праці, успішно розвивалась торгівля, поступово розширювався внутрішній ринок, виростали торговища і ярмарки, посилювались економічні зв'язки між окремими містами і землями. На торговищах і ярмарках продавали хліб, м'ясо, рибу, мед, молочні та інші продукти.

Крім того, український народ підтримував зв'язки з іншими країнами. В сільському господарстві з'являються нові культури. Збільшуються посіви гречки, яка була завезена з Азії ще в XI—XII ст., але не мала досі господарського значення. З гречки почали виробляти крупи і борошно. В меню населення з'явились гречаники, гречані пампушки з часником, гречані галушки з салом, вареники гречані з сиром, каші і бабки з гречаних крупів, лемішка, кваша та інші страви.

Із Середньої Азії через Астрахань козаки завозять на Україну шовковицю й кавуни. З Америки через Європу потрапляють до нас такі культури, як кукурудза, гарбузи, квасоля і стручковий перець.

Спочатку кукурудза з'явилась у Херсонській губернії, але пізніше вона поширилась майже в усіх південних районах України.

Кукурудзу використовують для харчування як відварену, так і у вигляді крупів та борошна, з яких у багатьох районах готують найрізноманітніші страви — мамалиґу, каші, гойданки, бабку гуцульську, кулеші, лемішку, книшики гуцульські, малай, кукурудзянку та ін.

З появою гарбузів населення починає варити гарбузові каші, приготовляти гарбуз тушкований, гарбуз із сметаною тощо.

У цей же період з'являються також страви із стручкового перцю, квасолі, спаржі і селери. Квасоля культивується двох видів — лущильна (на зерно) і овочева (на зелені стручки).

Поряд з солодким перцем, використовуваним для приготування страв, вирощувався і гіркий перець як приправа.

Завдяки географічним відкриттям XVI—XVIII століть в нас у XVIII ст. появляються нові види культурних рослин, які сприяють значному розширенню страв української кухні.

У XVIII ст. на Україні дуже поширюється картопля, яка швидко завойовує любов у населення. Її починають широко використовувати для приготування перших і других страв та для гарнірів до м'ясних і рибних страв.

Майже всі перші страви — борщі, юшки та інші — приготовляються з цього часу з картоплею.

Широко починає використовуватись картопля для приготування других страв і в поєднанні з іншими продуктами — з м'ясом, салом, морквою, квасолею, грибами, яблуками, маком, хріном, сиром тощо.

Картоплю використовують у вареному, смаженому і печеному вигляді. Крім того, в цей період з неї виготовляють крохмаль і патоку, які дали можливість приготовляти киселі на крохмалі і солодке тісто на патоці.

У цей же час на Україні починають вирощувати шпинат, який використовують для приготування зелених борщів і других страв — бабок та січеників, а також полуниці й суниці, які урізноманітнили солодкий стіл.

Якісно змінилися страви з появою на Україні у XVIII ст. соняшника та гірчиці. Соняшникову олію починають використовувати для приготування багатьох страв, а з гірчиці виробляють масло та приправи до м'ясних страв.

У XIX ст. з'являються такі овочеві культури, як помідори і сині баклажани. Помідори використовуються для приготування холодних закусок і других страв. З помідорів приготовляють томат-пюре, який використовується при готуванні борщів і соусів.

Із синіх баклажанів почали приготовляти холодні закуски (ікру, фаршировані баклажани тощо) і другі гарячі страви в смаженому і тушкованому вигляді.

Поява на Україні в XIX ст. культури цукрових буряків та виробництво з них цукру значно збагатили народну кухню.

До цього часу населення України використовувало для приготування солодких страв і виробів з борошна в основному мед, оскільки тростинний цукор завозився з-за кордону, був дорогий і недоступний широким верствам населення. Буряковий же цукор був набагато дешевший, і населення широко почало використовувати його для приготування різних страв та напоїв. Внаслідок цього розширився асортимент не тільки солодких страв і виробів з солодкого тіста, але й асортимент других борошняних і круп'яних страв з цукром. З'явились в меню різні бабки, пудинги, солодкі каші тощо.

Значно розширився й асортимент напоїв. Почали приготовляти різні наливки, варенухи та інші напої домашнього і промислового виготовлення.

Однак внаслідок ряду соціальних і економічних обставин українська кухня зазнає занепаду. Посилення феодальної експлуатації селян, часті неврожаї, непосильні податки, тяжкі викупні платежі, які повинні були виплачувати за землю селяни після «реформи» 1861 року, поставили їх у тяжкі матеріальні умови.

В період розвитку капіталізму ще більше погіршилось харчування українського народу. За цих умов українська народна кухня не могла цілком зберегти своєї повноти й різноманітності.

У другій половині XIX ст. у великих містах почали відкриватися великі ресторани для забезпечених верств населення, куди запрошувались на роботу шефи-кухарі французи, які приносили з собою рецептуру і технологію приготування західноєвропейських страв і свавільно змінювали технологію приготування страв української кухні.

Невеликі ресторани і їдальні прагнули наслідувати великим ресторанам і вводили в меню переважно західноєвропейські страви.

Крупні поміщики і капіталісти навіть для домашнього приготування їжі почали запрошувати кухарів французів. Дрібніші ж поміщики, вслід за ними, поступово відмовляються від.приготування багатьох українських страв.

Все це призвели до того, що багато страв української кухні були забуті, багато ж з них зазнали змін, в рецептурі і способах приготування, внаслідок чого погіршились і їх смакові якості.

І все ж таки наш народ любить і готує страви української національної кухні, чимало з яких зажили світової слави. Багато страв нашої кухні стали постійною складовою частиною у харчуванні інших, особливо слов'янських, народів.

Содержание

Введение.

1 Назначение и область применения проектируемого редуктора……..4

2 Кинематический расчёт привода и подбор электродвигателя………5

3 Расчёт зубчатой передачи…………………………………………………...7

4 Проектный расчёт валов редуктора……………………………………..10

5 Конструирование зубчатых колёс………………………………………...12

6 Конструирование корпуса редуктора…………………………………… 14

7 Выбор и расчёт подшипников на долговечность………………………16

8 Выбор и расчёт муфт……………………………………………………….19

9 Выбор и расчёт шпонок……………………………………………………..21

10 Уточнённый расчёт валов………………………………………………..23

11 Выбор смазки редуктора………………………………………………….27

12 Описание сборки редуктора…………………………………………….. 28

13 Выводы в рациональности выбора некоторых элементов

спроектированного редуктора………………………………………………………….29

Литература.

1 Назначение и область применения проектируемого редуктора

Редуктор - механизм, понижающий угловую скорость в приводах от двигателя к рабочей машине. Состоит из зубчатой передачи, установленной в отдельном корпусе.

Редукторы широко применяют в различных отраслях машиностроения и потому они весьма разнообразны по своим кинематическим схемам и конструкторскому использованию.

Цилиндрические колеса данного редуктора являются косозубыми. Ленточный конвейер установлен на заводе ОАО «БелЗАН» для погрузки и разгрузки деталей - транспортировки с одного цеха в другой.

2 Кинематический и силовой расчет привода

2.1 Определяется общий КПД привода

(2.1)

где: h_общ - общий КПД привода

2.2 Определяется требуемая мощность двигателя

, (2.2)

где: Р₂ - мощность на ведущем валу

Р_тр= 3,6/0,92=3,91 кВт.

2.3 Определяется число оборотов на ведомом валу

, (2.3)

где: w - угловая скорость ведомого вала

п₂ =(39 ´ 30) / 3.14= 372 мин^-1

2.4 Выбирается приближенное значение общего передаточного числа

u_общ=3

2.5 Опр еделяется требуемая частота вращения двигателя

п_э.тр = п₂´u_общ (2.4)

п_э.тр = 372´3) = 1117 мин^-1

2.6 По таблице выбирается электродвигатель и записываются все данные и размеры

Тип двигателя 4A112MA6

Р_эл = 4 кВт

п_эл = 1429,5 об/мин

d_в = 28мм

2.7 Определяется фактическое передаточное число привода

и_{общ.факт}=п_эл/п₂; (2.5)

u_{общ.факт}= 1117/372 =3,83

2.8 Определяется момент на валах редуктора

2.8.1 На ведущем валу

(2.6)

(2.7)

2.8.2 На ведомом валу

(2.8)

3 Расчёт зубчатой передачи

3.1 Материалы колеса и шестерни. Для изготовления зубчатых колес выбирается распространённая сталь 45 с термообработкой – улучшение. По таблице 3.3 принимается для колеса твёрдость 235HB,для шестерни твёрдость 265 HB.[1]таблица 3.3

3.2 Рассчитываются допускаемые напряжения:

3.2.1 Для колеса

 

= 641 1 1/1.1=583 H/mm² (3.1)

3.2.2 Для шестерни

=1059 1 1 1/1.2=882H/mm² (3.2)

Расчетное допускаемое контактное напряжение:

(3.3)

 

²

3.2.3 Определяем коэффициент ширины шестерни по диаметру.

(3.4)

3.2.4 Коэффициент нагрузки.

К_H = К_Hβ× К_Hα× К_Hυ (3.5)

где К_Hβ – 1,022 (таб. 3.5[1])

К_Hα – 1,6 (таб. 3.4[1])

К_Hυ – 1.06 (таб. 3.6[1])

К_H = 1,022× 1,6×1.06 = 1,65

3.3 Рассчитывается межосевое расстояние передачи

(3.6)

где а_ω – межосевое расстояние, мм;

Т₁ – вращающий момент на валу колеса, Нм;

[σ]_H – допускаемое контактное напряжение, Н/мм²;

ψ_ba= 0,315 – коэффициент ширины венца колеса

К_H=1,65 – коэффициент динамической нагрузки

Принимается стандартное значение а_ω=85 мм.

3.4 Ширина венца.

b₂=ψ_a×a_ω (3.7)

b₂=0,315×85=27 мм

b₁=b₂+3 мм

b₁=27+3=30

3.5 Нормальный модуль зацепления:

m_min= = = 1,03 mm (3.8)

m_max =2a_w / [17(u+1)]=2x85/[17x4,83]=2,07

Принимаем по ГОСТ 9563 – 60 m_n=1,5

3.6Число зубьев шестерни и колеса.

Z₁=Z_∑/(u+1)=111/4,83=23 (3.9)

Z₂= Z_∑-Z₁=111-23=88

3.7Уточненное значение угла наклона зубьев

β=arcos(0.5z_∑m/a_w) (3.10)

β =arcos(0.5x111x1,5/85=11,6°

3.8Основные размеры шестерни и колеса:

3.8.1 Диаметры делительные.

(3.11)

Проверка:

3.8.2 Диаметры вершин зубьев.

(3.12)

3.9 Проверка контактных напряжений

(3.13)

3.10 Рассчитываются силы в зацеплении

3.10.1 Окружная сила

(3.14)

3.10.2 Радиальная сила

(3.15)

где α=15^° - угол зацепления.

3.10.3 Осевая сила

F_a = F_t×tg β (3.16)

F_a = 1898×tg 11,6΄=389 H

3.11 Проверяем зубья на выносливость по напряжениям изгиба

(3.17)

где К_Fβ – 1,72

Y_Fυ – 3.59

Y_β -0,91

Y_ε – 0,65

Эквивалентное число зубьев

(3.18)

Принимаем Y_F1 = 3,91 и Y_F2 = 3,59

4 Предварительный расчёт валов

4.1 Ведущий вал.

Рисунок 4.1 Конструкция ведущего вала.

4.1.1Выполняется расчёт выходного конца.

(4.1)

где Т₁ – вращающий момент на ведущем валу;

[τ_кр] – допускаемое напряжение кручения для стали 45, [τ_кр]=25 МПа

d_1вых=0,75×d_эл; (4.2)

где d_эл=28 мм – диаметр выходного конца электродвигателя.

d_1вых=0,75×28=22 мм

Принимается d_1вых=20 мм.

4.1.2 Рассчитывается диаметр под подшипник

d_1п=d_1вых+5 мм (4.3)

d_1п=20+5=25 мм

Принимаем d_1п=25 мм.

4.1.3Рассчитывается диаметр под шестерню

d_1ш=d_1п+5 мм=25+5=30 мм

4.1.4 На ведущий вал выбираются подшипники 306 средний серии.

d=30 мм; D=72 мм; В=19 мм; r=2 мм; С=28,1 кН; С₀=14,6 кН. (4.4)

4.5 Ведомый вал

Рисунок 4.2 Конструкция ведомого вала.

4.5.1 Выполняется расчёт выходного конца ведомого вала.

(4.5)

Принимается окончательно d_2вых=26 мм.

4.5.2 Рассчитывается диаметр под подшипники.

d_2п=d_2вых+5 (4.6)

d_2п=26+5=33 мм

Принимаем окончательный d_2п=30мм

4.5.3 Рассчитывается диаметр под колесо.

d_2к=d_2п+5 (4.7)

d_2к=30+5=35 мм

4.5.4 На ведомый вал выбираются подшипники 307 средней серии.

d=35 мм; D=80 мм; В=21 мм; r=2,5 мм; С=33,2 кН; С₀=18 кН.

5 Конструирование зубчатых колёс

5 Шестерня выполняется по размерам: d₁=35 мм; d_а1=38 мм; b₁=30 мм.

Колесо кованое: d₂=135 мм; d_а2=138 мм; b₂=27 мм.

5.1 Рассчитывается диаметр ступицы

d_ст=1,6×d_к2 (5.1)

где d_ст – диаметр ступицы, мм;

d_к2 – диаметр вала под колесо, мм.

d_ст=1,6×35=56 мм

5.2 Рассчитывается длина ступицы

l_ст=(1,2÷1,5)×d_к2 (5.2)

где l_ст – длина ступицы, мм.

l_ст=(1,2÷1,5)×35 = 20÷52 мм

Принимается l_ст=26 мм.

5.3 Рассчитывается толщина обода

δ₀=(2,5÷4)×m_п (5.3)

где δ₀ – толщина обода, мм;

т_п – модуль зубьев, мм.

δ₀=(2,5÷4)×1.5 = 5÷8 мм

Принимается δ_о=8 мм.

5.4 Рассчитывается толщина диска

С=0,3×b₂ (5.4)

где С – толщина диска, мм;

b₂ – ширина венца, мм.

С=0,3×27=8 мм

5.5 Определяется диаметр центровой окружности

D_отв=0,5×(D₀+d_ст) (5.5)

где D_отв – диаметр центровой окружности, мм;

D₀ – внутренний диаметр обода, мм;

d_ст – диаметр ступицы, мм.

D_отв=0,5×(118+56)=88 мм

5.6 Определяется диаметр отверстий

(5.6)

где d_отв – диаметр отверстий, мм.

Принимается d_отв=15 мм.

Рисунок 5.1 Конструкция колеса

6 Конструирование корпуса редуктора

6.1 Рассчитывается толщина стенок корпуса и крышки редуктора.

δ=0,025×а_ω+1 (6.1)

где δ – толщина стенок корпуса, мм;

а_ω – межосевое расстояние,мм.

δ=0,025×85+1=5 мм

По таблице 10.2 [1] толщина стенок корпуса и крышки δ≥6мм. Окончательно принимается δ=6мм.

δ₁=0,02×а_ω+1 (6.2)

где δ₁ – толщина стенок крышки, мм.

δ₁=0,02×85+1=4мм

Окончательно принимается δ₁=6 мм.

6.2 Рассчитывается толщина верхнего пояса (фланца) корпуса.

b=1,5×δ (6.3)

где b – толщина верхнего пояса, мм;

δ – толщина стенок корпуса, мм.

b=1,5×6=9 мм

6.3 Рассчитывается толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса.

b₁=1,5×δ₁ (6.4)

где b₁ – толщина нижнего пояса, мм;

δ₁ – толщина стенок крышки, мм.

b₁=1,5×6=9мм

6.4 Рассчитывается толщина нижнего пояса корпуса.

р=2,35×δ (6.5)

где р – толщина нижнего пояса корпуса, мм;

р=2,35×6=14,1,мм

Принимается толщина нижнего пояса корпуса р=14 мм.

6.5 Рассчитывается толщина рёбер основания корпуса.

т=(0,8÷1)×δ (6.6)

где т – толщина рёбер, мм;

δ – толщина стенок корпуса, мм.

т=(0,8÷1)×6=5÷6 мм.

6.6 Определяется диаметр фундаментных болтов.

d₁=(0,03÷0,036)×а_w+12 (6.7)

d₁=(0,03÷0,36)×85+12=10÷32 мм

Принимаются болты с резьбой М14.

6.7 Определяется диаметр болтов крепящих крышку к корпусу у подшипников.

d₂=(0,7÷0,75)×d₁ (6.8)

d₂=(0,7÷0,75)×35=10÷15 мм.

 

 

Принимаются болты с резьбой М12.

6.8 Определяется диаметр болтов соединяющих крышку с корпусом.

d₃=(0,5÷0,6)×d₁ (6.9)

d₃=(0,5÷0,6)×35=8÷12 мм

Принимаются болты с резьбой М8.

7 Выбор и расчёт подшипников на долговечность

7.1 Ведущий вал.

Из предыдущих расчётов имеется F_t=1898 H, F_r=518 H, F_а =389 Н; из первого этапа компоновки l₁=43 мм.

7.1.1 Определяются реакции опор:

в плоскости xz

(7.1)

где R_х1=R_х2 – реакции опор, Н;

F_t – окружная сила, Н.

в плоскости yz

(7.2)

(7.3)

где F_r – радиальная сила, Н;

d₁ – делительный диаметр шестерни, мм.

Проверка:

R_y1+R_y2-F_r=338,15+179,8-518=0

7.1.2 Определяются суммарные реакции

(7.4)

(7.5)

7.1.3 Выбирается подшипники по более нагружённой опоре 1-2. Намечаем радиальные шарикоподшипники306 серии: d=30 мм; D=72 мм; В=19 мм; С=28,1 кН; С₀=14,6 кН.

7.1.4 Рассчитывается эквивалентная нагрузка

P_э=(XVP_r1+YP_а)K_σK_τ (7.6)

где Р_э – радиальная нагрузка, Н;

V=1 – коэффициент вращения внутреннего кольца;[2]

К_σ=1; K_τ=1 – коэффициенты безопасности для приводов ленточных конвейеров.

Р_э=(0,56×1×1007+1,88×389)1×1=1294Н

7.1.5 Рассчитывается расчётная долговечность, млн. об.

(7.7)

где С – динамическая грузоподъёмность, Н

млн. об

7.1.6 Рассчитывается расчётная долговечность, ч

(7.8)

где п – частота вращения вала, об/мин.

7.2 Ведомый вал несёт такие же нагрузки, как и ведущий: F_t=1898 H, F_r=518 H, l₂=43 мм.

7.2.1 Определяются реакции опор:

в плоскости xz

(7.9)

= (7.10)

в плоскости yz

(7.11)

(7.12)

7.2.2 Определяются суммарные реакции

(7.13)

(7.14)

7.2.3 Выбираются подшипники по более нагружённой опоре 3-4.

Намечаем шарикоподшипники радиальные 307 серии: d=35 мм; D=80мм; В=21 мм; С=33,2 кН; С₀=18,0 кН.

7.2.4 Рассчитывается эквивалентная нагрузка

P_э=P_r4VK_σK_τ (7.15)

P_э=3480×1 ×1,2×1=4176 Н

7.2.5 Рассчитывается расчётная долговечность, млн. об.

(7.16)

млн. об

7.2.6 Рассчитывается расчётная долговечность, ч

(7.17)

8 Выбор и расчёт муфт

8.1 Для соединения вала электродвигателя с ведущим валом редуктора необходимо подобрать муфту с упругими элементами для того, чтобы гасить вибрации и толчки идущие от электродвигателя.

Наиболее подходящие муфты упругие втулочно – пальцевые МУВП…

Для подбора муфты необходим момент расчётный М_р, диаметр вала электродвигателя d_эл и диаметр выходного конца ведущего вала d_1вых.

Из предыдущих расчётов имеем: d_эл=32 мм, d_1вых=20 мм.

8.2 Определяется момент расчётный

М_р=к×Т₁ (8.1)

где М_р – расчётный момент для подбора муфты, Нм;

к=1,3 – коэффициент режима работы привода.

М_р=1,4×33,4=38,35 Нм

Выбираем муфту МУВП1-50-55НН 2096-64

8.3 Пальцы проверяются на изгиб по сечению А – А, а резиновые втулки на смятие поверхности, соприкасающейся с пальцами.

Условие прочности пальца на изгиб:

(8.2)

где σ_и – наиб. напряжение изгиба в опасном сечении пальца, Н/мм²;

М_р – расчётный момент, Нмм;

D₀ – диаметр окружности, на которой расположены пальцы, мм;

Z – число пальцев;

l_п – длина пальцев, мм;

d_п – диаметр пальца, мм.

[σ]_n=80÷90 Н/мм² – допускаемое напряжение на изгиб для пальцев.

Условие прочности выполняется.

8.4 Проверяется условие прочности втулки на смятие:

(8.3)

где l_b – длина втулки, мм;

[σ]_см=1,8÷2,0 Н/мм² – допускаемое напряжение на смятие для резины.

 

Условие прочности выполняется

9 Выбор и расчёт шпонок

Шпонками называются соединительные элементы между валом и ступицей (колеса, шкива, маховика и т. д.). Шпонки в основном изготавливаются из сталей (Сталь 20, Сталь 35, Сталь 45) термообработка специальная не нужна. Шпонки и шпоночные пазы стандартизованы.

Выбираются шпонки призматические со скруглёнными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360 – 78.[3] Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности определяется по формуле

(9.1)

где Т – передаваемый момент;

d – диаметр вала;

(h-t₁) – рабочая глубина паза в ступице;

(l-b) – рабочая длина шпонки со скруглёнными торцами;

[σ_см]=100МПа – допускаемое напряжение смятия при стальной ступице.

Рисунок 9.1 Шпоночное соединение.

9.1 Ведущий вал.

d=20 мм; b×h=6×6 мм; t₁=3,5 мм;

t₂=2,8 мм; l=63 мм; Т=33,4×10³Нмм.

Условие прочности на смятие выполняется.

9.2 Ведомый вал.

d=27 мм; b×h=8×7 мм; t₁=4 мм; t₂=3,3 мм; l=63мм; Т=92,3×10³ Нмм.

Условие прочности на смятие выполняется.

d_k=35 мм; b×h=10×8 мм; t₁=5 мм; t₂=3,3 мм; l=20 мм; Т=92,3×10³ Нмм.

Условие прочности на смятие выполняется.

10 Уточнённый расчёт валов

10.1 Ведущий вал.

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполняется заодно с валом), т. е. сталь 45, термообработка – улучшение.

При диаметре заготовки до 90мм (в нашем случае d_а1=62,5 мм) среднее значение σ_b=780 МПа.[2]

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

σ_-1 0,43σ_b (10.1)

σ_-1=0,43×780=335 МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

τ_-1 0,58σ_-1 (10.2)

τ_-1=0,58×335=194 МПа

Сечение А – А

Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитывается на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности

(10.3)

где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла

(10.4)

При d=32 мм; b=6 мм; t₁=3,5 мм

(10.5)

W_{к нетто} =

Принимается k_τ=1,7; ε_τ=0,77; ψ_τ=0,1 [1]

Определяется изгибающий момент от консольной нагрузки

(10.6)

где l – длина полумуфты, мм.

M=2,5

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

(10.9)

Результирующий коэффициент запаса прочности

(10.10)

получился близким к коэффициенту запаса S_τ= 10,91. Это расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов оказываются прочными и что учёт консольной нагрузки не вносит существенных изменений. Фактическое расхождение будет ещё меньше, так как посадочная часть вала обычно бывает короче, чем длина полумуфты, что уменьшает значения изгибающего момента и нормальных напряжений.

По этим причинам проверять прочность в сечениях Б – Б и В – В нет необходимости.

10.2 Ведомый вал

Материал вала – сталь 45 нормализованная; σ_b=570 МПа.

Пределы выносливости σ_-1=245 МПа и τ_-1=142МПа.

Сечение А – А

Диаметр вала в этом сечении 40 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: k_σ=1,6 и k_τ=1,5; масштабные факторы ε_σ=0,88; ε_τ=0,77; коэффициенты ψ_σ=0,2 и ψ_τ=0,1.[1]

Крутящий момент Т₂=92,3×10³ Нмм.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

М=R_x3l₂ (10.11)

М = 108×43 = 4,6×10³ Нмм

изгибающий момент в вертикальной плоскости

М=R_y3l₂+ F_a (10.12)

М = 791×43+389x(135/2) = 60×10³ Нмм

суммарный и