Основные параметры передачи роликовой цепью
Параметр |
Значение |
Тип цепи |
ПР-31,75-8850 |
Шаг цепи, t, мм |
31,75 |
Число звеньев цепи, Lt |
148 |
Межосевое расстояние, а, мм |
1286 |
Диаметр делительной окружности ведущей звездочки, dd 1, мм |
172,8 |
Диаметр делительной окружности ведомой звездочки, dd 2, мм |
1081,5 |
Максимальная сила, действующая на валы, FΣ, Н |
6165 |
6. Конструирование редукторов
После определения основных параметров механических передач – межосевых расстояний, размеров колес и червяков – приступают к разработке конструкции редуктора. Первым этапом проектирования является разработка эскизного проекта. При эскизном проектировании определяют расположение деталей передач, расстояния между ними и элементами корпуса, предварительные значения диаметров ступеней валов, выбирают типоразмеры подшипников и схемы их установки.
6.1. Проектный расчет валов
Основными критериями работоспособности редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию от совместного действия кручения, изгиба и растяжения (сжатия). Но в связи с тем, что напряжения от растяжения набольшие в сравнении с напряжениями от кручения и изгиба, то их не учитывают.
Расчет валов редукторов производится в два этапа: 1-й – проектный (приближенный) расчет валов на чистое кручение; 2-й – проверочный (уточненный) расчет валов на прочность по напряжениям изгиба и кручения.
В зависимости от варианта задания исходные данные могут включать в себя следующие параметры: размеры вала; нагрузки, действующие на него; материал, из которого он выполнен; расстояния между точками приложения сил и реакций; передаваемая мощность; частота вращения вала; ширина шестерни или колеса; вид устройства, соединяющегося с выходным концом вала – полумуфта, шкив ременной или звездочка цепной передачи и т.д.
Выбор материала валов
В проектируемых редукторах приводов транспортных, строительных и дорожных машин рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые стали 45, 40Х и др.
Механические характеристики термообработанных конструкционных сталей для изготовления валов приведены в табл. 3.1 и 6.5.
Выбор допускаемых напряжений
Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении) при этом не учитываются напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации неучтенных факторов допускаемые напряжения кручения принимают заниженными – [τ] = 15 … 20 МПа. При этом меньшие значения [τ] – для быстроходных валов, большие [τк] – для тихоходных.
Определение геометрических параметров ступеней валов
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от размеров установленных на вал деталей.
При проектном расчете ориентировочно определяют геометрические размеры каждой ступени вала: диаметр d и длину l.
Наименьший диаметр вала, через который передается номинальный вращающий момент Т, Н ∙ м , т. е. диаметр выходного конца, мм,
.
(6.1)
Полученное значение диаметра округляют до ближайшего стандартного значения (см. табл. П.1).
Если быстроходный вал редуктора соединяется с валом электродвигателя через муфту, диаметр его выходного конца равен, мм,
,
(6.2)
где dэ – диаметр выходного конца вала электродвигателя, мм (см. табл. П.3).
Перепад диаметров di и di+1 последовательных ступеней редукторных валов регламентирован минимальными условиями свободного прохода до мест их посадок и определяется по соотношению
di+1 ≥ di + 2 tb, (6.3)
где tb – высота буртика (рис. 6.1 и табл. 6.1).
Рис. 6.1. Сопряжение ступеней валов
Диаметр ступени вала под подшипник округляют до ближайшего значения диаметра внутреннего кольца подшипника.
Таблица 6.1
Ориентировочные значения размеров элементов редукторных валов
Диаметр вала, мм |
17 … 24 |
25 … 30 |
31 … 40 |
41 … 50 |
51 … 60 |
61 … 70 |
71 … 85 |
Высота буртика, tb, мм |
2 |
2,2 |
2,5 |
2,8 |
3 |
3,3 |
3,5 |
Координаты фаски подшипника, r, мм |
1,6 |
2 |
2,5 |
3 |
3 |
3,5 |
3,5 |
Величина фаски ступицы, f, мм |
1 |
1 |
1,2 |
1,6 |
2 |
2 |
2,5 |
Ориентировочно длины различных участков вала можно определить по следующим формулам:
длина выходного конца вала, а также под полумуфту, под шестерню, под подшипник и манжетное уплотнение, мм,
;
(6.4)
под шкив
;
(6.5)
под звездочку
.
(6.6)
Диаметры и длины ступеней (кроме диаметров под подшипники) округлить до ближайших значений из ряда Ra 40.
В дальнейшем предварительно принятые размеры валов будут уточняться.