Курсовая работа: Проектування привода конвеєра

(3.7)

-1 < 0,95 < 1 – умова виконується.

Приймаємо m = 2,5 мм; q =10.

При х > 0

(3.8)

(3.9)

Розраховуємо начальний діаметр черв’яка за формулою:

(3.10)

мм

Розраховуємо ділильний діаметр черв’ячного колеса за формулою:

d2=m · z2,мм (3.11)

d2= 2,5 · 50 = 125 мм.

Розраховуємо діаметр впадини черв’яка за формулою:

, мм (3.12)

мм

Розраховуємо діаметр впадини черв’ячного колеса за формулою:

,мм (3.13)

мм

Розраховуємо діаметр вершини витків черв’яка за формулою:

, мм (3,14)

мм

Розраховуємо діаметр вершини витків черв’ячного колеса за формулою:

, мм (3.15)

Розраховуємо найбільший діаметр черв’ячного колеса за формулою:

, мм (3.16)

Розраховуємо довжину нарізаної частини черв’яка :

При z1=4;

, мм (3.17)

мм

(3.18)

(3.19)

(3.20)

UГОСТ=12,5

0 < 4% - умова виконується.

Розраховуємо коефіцієнт корисної дії передачі:

(3.21)

декут тертя, вибираємо з табл. 2.4

Таблица 3.1 – Кут тертя між стальним черв’яком і венцем колеса

Vs, м/с		Vs, м/с
0,5	3°10' - 3°40'	3	1°30' - 2°00'
1,0	2°30' - 3°10'	4	1°20' - 1°40'
1,5	2°20' - 2°50'	7	1°00' - 1°30'
2,0	2°00' - 2°30'	10	0°55' - 1°20'
2,5	1°40' - 2°20'	15	0°50' - 1°10'

Приймаємо =3°20'

Розраховуємо колову швидкість черв’яка за формулою:

(3.22)

м/с

(3.23)

Визначаємо швидкість ковзання за формулою:

(3.24)

=0,95

σ=280МПа

Розраховуємо колову, радіальну і осьову сили в зачепленні:

(3.25)

(3.26)

(3.27)

Мал. 3.1. Схема зачеплення черв’ячної передачі

3.4 Перевірний розрахунок

Розраховуємо дійсне контактне напруження за формулою:

(3.28)

254 МПа < 400 МПа – умова виконується.

Розраховуємо максимальне дійсне контактне напруження за формулою:

(3.29)

Т2Н max= Тт / 0,8 =310 / 0,8 = 387,5 Н·м

284 МПа < 400 МПа – умова виконується.

Розраховуємо дійсне напруження згину за формулою:

(3.30)

YFN – вибираємо з таблиці 3.1 в залежності від

(3.31)

(3.32)

Приймаємо YFN=1,4

29,6 МПа < 400 МПа – умова виконується.

Розраховуємо максимальне дійсне напруження згину за формулою:

(3.33)

37 МПа < 400 МПа – умова виконується.

4. Проектування валів

4.1 Розрахунок валів з умови кручення

Розрахунок виконується за умов:

- міцність на кручення

; (4.1)

- зниженого умовного допустимого напруження кручення в межах пропорційно відносної навантаженості вала

- забезпечення осьової фіксації деталей, що розміщуються на валу.

Швидкохідний вал

Діаметр консольної ділянки

(4.2)

де Тш – момент на швидкохідному валу редуктора

мм.

Округляємо до d=17мм.

Діаметр вала під підшипник

(4.3)

де t=2мм – розмір висоти бурта.

dП=17+2·2=21мм

Приймаємо dп=20мм.

Діаметр бурта під підшипник

(4.4)

де r=1,6мм – радіус галтельного переходу

dбп=20+3,2·1,6=25,12 мм

Приймаємо dбп=25мм.

Так як діаметр вершин зубців черв’яка dа1=34,75 мм, менше за 2dбп, то черв’як виконуємо сумісно з валом.

Тихохідний вал

Діаметр консольної ділянки

(4.5)

де Тт – момент на тихохідному валу редуктора

Округляємо до d=40мм.

Діаметр вала під підшипник

(4.6)

де t=1,7мм – розмір висоти бурта

dП=40+2·1,7=43,4 мм

Приймаємо dп=45мм.

Діаметр бурта під підшипник

(4.7)

де r=3мм – радіус галтельного переходу

dбп=45+3,2·3=53,6 мм

Приймаємо dбп=55мм.

Діаметр вала під колесо

(4.8)

Приймаємо dк=55мм.

Діаметр бурта під колесо

(4.9)

де f=1,6мм – розмір факи

dбк=55+3·1,6=59,8 мм

Приймаємо dбп=60мм.

4.2 Вибір типа та схеми розташування підшипників

В опорах валів встановлюємо роликові радіально-упорні конічні однорядні підшипники. На швидкохідному валу встановлюємо підшипники середньої серії за схемою "у розпір. На тихохідному валу встановлюємо підшипники легкої серії за схемою "у розпір".

Мал. 4.1. Ескіз підшипників кочення

Таблиця 4.1.Вибір підшипників

Вал	№	D	d	B	r	r1	Сr	Соr
Швидкохідний	46304	52	20	19	2	1,0	14,0	9,17
Тихохідний	36209	85	45	19	2,0	1,0	32,3	25,6

4.3 Ескізна компоновка редуктора

Відстань між колесом і внутрішньою поверхнею корпуса редуктора

Відстань між маточиною колеса і внутрішньою поверхнею корпуса приймаємо g=8мм

Відстань між опорами черв’яка приймаємо

l1=daм2=137мм

Довжина консольної ділянки швидкохідного вала по ГОСТ 12081-72 приймаємо l=36мм

Довжина консольної ділянки тихохідного вала по ГОСТ 12081-72 приймаємо l=82мм

Довжина маточини черв’ячного колеса

lм=1,2dк2=1,2·55=66мм

приймаємо lм=70мм

Мал. 4.2. Ескізна компоновка швидкохідного валу

Мал. 4.3. Ескізна компоновка тихохідного валу

Мал. 4.4. Схема сил у зачепленнях

4.4 Вибір матеріалу валів

Швидкохідний вал виконаний заодно ціле з черв’яком.

Матеріал виготовлення: сталь 40Х ГОСТ 4543-71 з послідуючою термообробкою – поліпшення (НВ270…320) та гартування СВЧ до отримання твердості HRC 48…53. В цьому випадку σт=750МПа;

σв=900МПа; τт=450МПа; σ-1=410МПа; τ-1=240МПа; ψτ=0,10

Тихохідний вал виготовляємо зі сталі 40Х ГОСТ 4543-71 з послідуючим поліпшенням до отримання твердості НВ270…320. В цьому випадку σт=750МПа; σв=900МПа; τт=450МПа; σ-1=410МПа; τ-1=240МПа; ψτ=0,10

4.5 Розрахунок валів на статичну міцність та опір втомі та розрахунок підшипників на витривалість

Розрахунок на статичну міцність

Швидкохідний вал

Реакції опор

В вертикальній площині

∑М3=0