Эскизное проектирование узла вала рабочего органа

Предварительный расчёт привода

Исходные данные:

; V=0,2 м/с;

Расчёт:

Номинальный момент на барабане:

Угловая скорость вращения вала барабана:

КПД привода:

Расчётная мощность двигателя:

Частота вращения вала барабана:

Возможный диапазон общего передаточного числа кинематической схемы привода: ;

Возможный диапазон частоты вращения вала электродвигателя:

Учитывая расчётную мощность и диапазон частоты вращения, выбираем двигатель 80А8/675; мощность Р=0,37 кВт, частота ,

Типоразмер двигателя	Число полюсов	Габаритные размеры, мм	Установочные и присоединительные размеры, мм
АИР80А		296,5	204,5						(10/12)

 

Общее передаточное число привода равно передаточному отношению редуктора схемы:

Произведём разбивку:

Учитывая стандартный ряд принимаем: ;

Проверяем точность разбивки передаточных чисел:

Проверку выбранного двигателя на перегрузку производим по условию:

0,37 кВт > 0,27 к Вт – условие выполняется, следовательно, двигатель не будет перегружен.

Таблица исходных данных

№ вала		рад/с

Проверка:

рад/с

Выбор стандартного редуктора

Редуктор заданного типа выбирается по передаточному числу и крутящему моменту на его выходном валу. Передаточное число редуктора было уже определено при выборе электродвигателя. Выбранный редуктор должен удовлетворять соотношению моментов , где номинальный вращающий момент на выходном валу редуктора; потребный (расчётный) крутящий момент на тихоходном валу редуктора, который определяется расчётом по формуле, :

 

 

 

Выбираем стандартный редуктор КЦ1-200-V-1-У2

186 > 171

 

Допускаемые нагрузки на двухступенчатые редукторы типа КЦ1

Допускаемые нагрузки	Типоразмер редуктора
КЦ1-200
Номинальный момент на выходном валу , Нм

 

Редуктор КЦ1-200

Габаритные и присоединительные размеры редукторов типа КЦ1

Типоразмер редуктора				B		H
КЦ1-200					-		-					194,5

Масса, кг

48,5

Эскизное проектирование узла вала рабочего органа

Крутящий момент, который нужно приложить к концу вала рабочего органа для создания заданного окружного усилия на рабочем органе конвейера

Наименьшее значение диаметра конца вала рабочего органа

 

Открытая зубчатая передача

Зубчатые механизмы являются наиболее распространённым в машиностроении и приборостроении видом механических передач. Их применяют для передачи вращательного движения с одного вала на другой или для преобразования вращательного движения в поступательное и изменения скорости вращения валов.

Модуль зацепления т, мм, определим из условия прочности зубьев на изгиб по обобщенной формуле:

где М - момент нагрузки на колесе, Н×м; Y_F - коэффициент, учиты­вающий форму зубьев для зубчатых колес внешнего зацепления (для зубчатых колес с z₁ = 10…17 и 0 < х_t < 0,5, Y_F = 3,5…4,3. Y_b =1-b/180^° - коэффициент, учитывающий наклон образующей зуба b; К_F - коэффициент нагрузки (К_F= 1,0 ... 1,2); [s]_F - допускаемые напряжения изгиба (для термообработалных сталей типа 40Х [s]_F = 280..340 МПа); y_m= b_W /т-коэффициент ширины зубчатого венца (для прямозубых колес y_m = 10 ... 12, для косозубых колес y_m = 12 ... 20).

Принимая средние значения коэффициентов и [s]_F = 300 МПа,получим:

для прямозубых передач

Окончательно выбираем модуль из стандартного ряда:

первый предпочтительный ряд: 1; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10; 12; 16; 20, 25; 32; 40 ... 100 мм;

второй ряд: 1,125; 1,375; 1,75; 2,25; 2,75; 3,5; 4,5; 5,5; 7; 9 мм и т.д.

Примем m = 5

Число зубьев колеса:

Число зубьев шестерни:

Диаметр отверстия колеса

Межосевое расстояние

Делительный диаметр d = Z ⋅m

 

Диаметр вершин зубьев d а = m⋅(Z + 2)

 

Диаметр впадин зубьев d f = m⋅ (Z − 2,5)

Радиальный зазор

Высота головки зуба h f = m = 5 мм

Высота ножки зуба h a = 1,25 m =6,25 мм

Высота зуба h = 2,25⋅m=11,25 мм

Нормальный шаг

Ширина венца зубчатого колеса

Диаметр обода

Толщина обода

Толщина диска зубчатого колеса

Длина ступицы

Наружный диаметр ступицы

Размер шпоночного паза в ступице колеса

Размеры фасок на окружности вершин колеса

Размер фасок в отверстии ступицы колеса

Неуказанные конусности 1:8

Неуказанные радиусы скруглений переходов

По диаметру вала 50 мм выбираем подшипник радиальный шариковый двухрядный сферический средней серии 1310, имеющий диаметр наружного кольца 110 мм и ширину 27 мм (прил. II). По диаметру 110 мм с учётом рекомендаций ГОСТ 1328.3–80 выбираем корпус УМ 110 (прил. III). С учётом серии подшипника и его посадочного диаметра на вал выбираем по таблице 12 диапазон диаметра заплечика для установки подшипника. В рассматриваемом случае получается от 60 до 63 мм.

По диаметру отверстия в корпусе с учётом диапазона диаметра заплечика подбираем крышку торцовую для корпуса. Крышки высокая (МВ) (табл. ПIII.7) и средняя (МС) (табл. ПIII.8)
не подходят, т.к. имеют отверстия под вал меньше значения диаметра запле-чика. Подходит крышка низкая (МН) с диаметром отверстия под вал 60 мм (табл. ПIII. 9):

Крышка МН 110 60 ГОСТ 13219.6 – 81.

С левой стороны корпуса устанавливаем такую же крышку. Для обеспечения совпадения диаметров вала и отверстия в крышке, ставим на валу втулку с наружным диаметром 60 мм, которая будет выполнять ещё и функцию буртика для полумуфты, насаживаемой на вал.

 

D	, min			, min	a, min

Конец вала рабочего органа можно принять коническим . При таком решении будет одно достоинство этой конструкции – обе полумуфты применяемой муфты одного исполнения.

 

Диаметр болта, с помощью которого прижимаются торцовые крышки к корпусу подшипника, определяется диаметром отверстий в крышках и корпусе– 11 мм, а его длина обусловлена шириной корпуса, толщиной фланцев крышек и прокладок между корпусом и крышками, высотой гайки и толщиной шайбы пружинной. В рассматриваемой конструкции опоры применены болты нормальной точности класса прочности 5.8

Болт М 10 75. 58 ГОСТ 7798 70.

 

 

Для предотвращения вытекания смазки из подшипникового узла между торцами корпуса и крышками устанавливаются прокладки толщиной около

1 мм, изготавливаемые из картона прокладочного (ГОСТ 9347-74) или паронита (ГОСТ 481-80), а в крышки вставляются резиновые армированные манжеты (ГОСТ 8752-79). В рассматриваемом примере применены манжеты типа 1 (однокромочные) исполнения 1 (с механически обработанной кромкой) для вала диаметром 60 мм с наружным диаметром 85 мм из резины группы 1 (пригодной для работы при скорости скольжения до 10 )

Манжета 1. 1– 60 85 – 1 ГОСТ 8752-79

С учётом диаметра конца вала (48 мм) применена шайба 2 исполнения (прижимаемая болтом)

Шайба 7019-0633 ГОСТ 14734-69.

D	h

 

В правой опоре вала, в отличие от левой, одна из крышек глухая и для обеспечения возможности осевого перемещения подшипника относительно корпуса не ставятся кольца между торцами наружного кольца подшипника и крышек. Для исключения случайного сползания подшипника с вала при работе привода применена концевая шайба, размеры которой определились посадочным на вал диметром подшипника и диаметром заплечика для него.

Крышка ГН 110 ГОСТ 13219.2 – 81

Шайба 7019 – 0634 ГОСТ 14734 – 69.