4.4 На приводном валу

По таблице [1, стр. 418, табл. 24.12] ГОСТ 28428 – 90

d_п = 50 мм; (внутренний диаметр подшипника).

D = 110 мм; (внешний диаметр подшипника).

B = 27 мм; (ширина подшипника).

r = 3 мм.

Подшипник 1310 ГОСТ 28428 – 90 (подшипник шариковый радиальный сферический двухрядный, средней серии).

По таблице [1, стр. 141, рис. 7.57 (в)];

D_w = 0,25*(D - d_п) = 0,25*(110 - 50) = 15 мм;

S = 0,17*(D - d_п) = 0,17*(110 - 50) = 10,2 мм ≈ 10 мм;

D_pw = 0,5*(D + d_п) = 0,5*(110 + 50) = 80 мм;

0,5*D_w = 0,5*15 = 7,5 мм;

0,5*B = 0,5*27 = 13,5 мм;

По таблице [1, стр. 418, табл. 24.12];

С₀ = 19,5 кН = 36300 Н;

С = 41,5 кН = 48500 Н;

L_h = 21024 часов;

n_вых = 47,5 мин^-1;

Где L_h – срок службы

n_вых – частота вращения тихоходного вала

Определяем суммарную реакцию в опорах:

R_A = = = 5306,67 H;

R_В = = = 9410,54 H;

Наиболее нагружен подшипник в опоре “B”

Проверяем подшипник в опоре “B”, прикладывая к нему силу F_a^T

Определяем эквивалентную нагрузку:

P = (X*ν*F_r + Y*F_a)*K_σ*K_т;

K_σ = 1,3;

K_т = 1,0;

ν = 1,0;

X – коэффициент осевой нагрузки

Y – коэффициент радиальной нагрузки

По таблице [1, стр. 419, табл. 24.12]

X = 0,65;

Y = 4,14;

P = (0,65*1*9410,54 + 4,14)*1,3*1 = 7957,29 H;

Определяем требуемую динамическую грузоподъемность:

Для шариковых подшипников p = 3;

C_p = 31136,87 Н < 48500 H;

5. Выбор шпонок

Все шпонки рассчитываются на напряжения среза и напряжения смятия.

1. На тихоходном валу

По таблице [1, стр. 432, табл. 24.29] ГОСТ 23360 – 78

d_к = 55 мм → b = 16 мм; h =10 мм; l = (45 ÷ 180) мм;

l_р = 4*Т_вых / d_к*h*[σ_см];

[σ_см] = 200 МПа;

Т_вых = 421,8 Н*м;

l_р = 4*421,8 / 55*200*10 = 15,3 мм

выбираем значение l из стандартного ряда → l = 36 мм

Шпонка 16 × 10 × 36 ГОСТ 23360 – 78 (шпонка призматическая).

2. На хвостовике тихоходного вала

[σ_см] =150 МПа

d_ср = 41 мм;

По таблице [1, стр. 431, табл. 24.27] ГОСТ 23360 – 78

d_ср = 46 мм → b = 12 мм; h = 8 мм; l = (28 ÷ 140) мм;

l_р = 4*Т_вых / d_ср*h*[σ_см] = 4*421,8 / 41*8*150= 34,3 мм,

выбираем значение l из стандартного ряда → l = 63 мм

Шпонка 12 × 8 × 63 ГОСТ 23360 – 78 (шпонка призматическая).

3. На хвостовике быстроходного вала

[σ_см] = 150 МПа

d_ср = 25мм;

По таблице [1, стр. 431, табл. 24.27] ГОСТ 23360 – 78

d_ср = 25 мм → b = 8 мм; h = 7 мм; l = (18 ÷ 90) мм;

l_р = 4*Т_вх / d_ср*h*[σ_см] = 4*39,8 / 25*7*150 = 6,1 мм

выбираем значение l из стандартного ряда → l = 32мм

Шпонка 8 × 7 × 32 ГОСТ 23360 – 78 (шпонка призматическая).

4. На промежуточном валу

По таблице [1, стр. 432, табл. 24.29] ГОСТ 23360 – 78

d_к = 40 мм → b = 12 мм; h = 8 мм; l = (28 ÷ 140) мм;

l_р = 4*Т_промеж / d_к*h*[σ_см];

[σ_см] = 200 МПа;

Т_промеж = 146,5 Н*м;

l_р = 4*146,5 / 40*8*200 = 9,1 мм;

выбираем значение l из стандартного ряда → l = 25 мм

Шпонка 12 × 8 × 25 ГОСТ 23360 – 78 (шпонка призматическая).

5. На хвостовике приводного вала

[σ_см] =150 МПа

d_ср = 41 мм;

По таблице [1, стр. 431, табл. 24.27] ГОСТ 23360 – 78

d_ср = 46 мм → b = 12 мм; h = 8 мм; l = (28 ÷ 140) мм;

l_р = 4*Т_вых / d_ср*h*[σ_см] = 4*421,8 / 41*8*150= 34,3 мм,

выбираем значение l из стандартного ряда → l = 63 мм

Шпонка 12 × 8 × 63 ГОСТ 23360 – 78 (шпонка призматическая)

6. На приводном валу

По таблице [1, стр. 432, табл. 24.29] ГОСТ 23360 – 78

d_к = 65 мм → b = 20 мм; h = 12 мм; l = (56÷ 220) мм;

l_р = 4*Т_промеж / d_к*h*[σ_см];

[σ_см] = 200 МПа;

Т_промеж = 3300 Н*м;

l_р = 4*3300 / 65*12*200 = 0,085 м

выбираем значение l из стандартного ряда → l = 90 мм

Шпонка 20 × 12 × 90 ГОСТ 23360 – 78 (шпонка призматическая).

6. Выбор муфт

Основной (паспортной) характеристикой любой муфты является крутящий момент, на передачу которого она рассчитана.

Основное условие подбора муфт: T_н*k ≤ [T]

Где Т_н – номинальный момент нагрузки;

k – коэффициент динамичности нагрузки (привода).

Для передачи крутящего момента между электродвигателем и редуктором необходимо поставить муфту.

Выбираем Муфту Упругую Втулочно-Пальцевую (МУВП)

По [2, том 2, стр. 192] ГОСТ 21424 – 75

Упругие втулочно-пальцевые муфты общего назначения применяют для соединения соосных валов при передаче крутящего момента от 0,63 до 1600 кгс*м и уменьшения динамических нагрузок.

Материал муфты: Чугун СЧ 20;

Материал пальцев: Сталь 45.

Выбираем полумуфты двух типов:

- с цилиндрическим отверстием на концы валов по ГОСТ 12086 – 66 (Тип I);

- с коническим отверстием на концы валов по ГОСТ 12081 – 72 (Тип II).

Исполнением:

- на длинные концы валов (Исполнение 1).

Т_кр = k*Т_н = 1,3*40,25 = 52,3 Н*м;

Выбираем муфту с Т_кр = 125 Н*м;

d = 25 мм;

D = 120 мм;

Полумуфта с коническим отверстием на концы валов:

L = 125 мм;

l = 44 мм;

Муфта упругая втулочно-пальцевая 125 – 25 – II.1 – T2 ГОСТ 21424 – 75

Для передачи крутящего момента между редуктором и приводным валом используем цепную муфту (однорядную).

По [2, том 2, стр. 219] ГОСТ 20742 – 75

Муфта предназначена для соединения валов при передаче крутящего момента от 6,3 до 800 кгс*м и компенсации смещений осей валов без уменьшения динамических нагрузок. Муфты не предназначены для реверсивного вращения.

Материал муфты: Сталь 45 (HRC 40 ÷ 45);

Выбираем второй тип полумуфт (с коническим отверстием на концы валов по ГОСТ 12081 – 72).

Исполнением 1 (на длинные концы валов).

Т_кр = k*Т_н = 1,3*414,95 = 539,4 Н*м;

Выбираем муфту с Т_кр = 1000 Н*м;

d = 50 мм;

D = 210 мм;

L = 230 мм;

l = 85 мм;

Приводная роликовая однорядная цепь по ГОСТ 13568 – 75: Пр – 38,1 – 12700;

Количество звеньев цепи (число зубьев полумуфты) – 12;

Муфта цепная 1000 – 50 – 2.1 × 50 – 2.1 ГОСТ 20742 – 75

Для предохранения передачи цепного конвейера от перегрузки вследствие заклинивания необходимо установить предохранительную муфту.

По [2, том 2, стр. 240]

Дисковая муфта со срезным штифтом с цилиндрическими отверстиями под вал.

Материал муфты: Сталь 45 (HRC 40 ÷ 45);

Штифты цилиндрические по ГОСТ 3128-70 5Г*30

Втулки сталь 40Х, твёрдость HRC 48,

Пробки сталь 30 твёрдость HRC 35.

;

;

Выбираем муфту с Р = 530 Н*м;

d = 3,3 мм;

D = 15 мм;

А = 30 мм;

В = 30 мм;

С = 17 мм;

D0=М20

Эскиз: