Цилиндрический горизонтальный косозубый редуктор

Принимаем:δ₁=8(мм).

 

5.3. Определяем толщину фланцев верхнего пояса корпуса(b) и крышки(b₁):

                             b=1,5·δ;                                                                   (38)

                             b₁=1,5·δ₁;                                                                 (39)

После подстановки соответственно получим:     

                      b=1,5·8=12 (мм)

                            b₁=1,5·8=12 (мм)

 

 

5.4 Определяем толщину фланцев нижнего пояса корпуса  и крышки(р):

 

                             p=2,35·δ.                                                                  (40)

                             p=2,35·8=19 (мм)

Принимаем p=20 мм.

5.5Определяем диаметры болтов:

фундаментных:

                    d₁=(0,03…0,036)·а_ω+12;                                                                  (41)

крепящих крышку корпуса у подшипников:

                             d₂=(0,7…0,75)· d₁;                                                                           (42)

соединяющих крышку с  корпусом:

                             d₃=(0,5…0,6)· d₁.                                                                              (43)

После подстановки соответственно получим:

                             d₁=(0,03…0,036)·160+12=15,3…15,96 (мм)

Принимаем фундаментные болты с резьбой М16.

                             d₂=(0,7…0,75)·18  =11,2…12 (мм)

Принимаем болты с  резьбой М8.

                             d₃=(0,5…0,6)· 18 =8…9,6 (мм)

Принимаем болты с  резьбой М10.

 

 

 

 

 

 

6 Первый этап  компоновки редуктора.

 

    Компоновочный  чертеж выполняем на листе  формата А1    в одной проекции – разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; масштаб 1:1; чертить тонкими линиями.

    Примерно по  середине листа параллельно его  длинной стороне проводим горизонтальную  линию, затем две вертикальные  – оси валов на расстоянии, а_ω=110 мм.

    По найденным  размера в пункте №4 оформляем  шестерню и колесо, вычерчиваем  их в зацеплении.

    Вычерчиваем  внутреннюю стенку корпуса редуктора  приняв зазоры:

    а) между  торцом шестерни и внутренней  стенкой редуктора А=1,2·d=1,2·8=9,6. Принимаем А=8 мм.

    б) от окружности  вершин зубьев колеса до внутренней  стенки редуктора А=d=8 мм.

    в) между  наружным кольцом подшипника  ведущего вала внутренней стенкой  редуктора А=d=8 мм.

    По таблице  П3 [2] предварительно намечаем  шарикоподшипники радиальные однорядные особо легкой(для ведомого вала) и легкой(для ведущего)серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников dп1=35 и dп2=40. Характеристики подшипников представим в виде таблицы:

                    Таблица 2-характеристики подшипников.

 

Условное обозначение  подшипников	d, мм	D, мм	B, мм	C, кН	C0, кН
207	35	72	17	25,5	13,7
108	40	68	15	16,8	9,3

 

    Наносим габариты подшипников  ведущего вала, предварительно наметив  расстояния от торца подшипника  y=10 мм (для размещения мазеудерживающего кольца).

    Замером определим  расстояния: от средней линии  редуктора до средней линии  подшипников ведущего вала l₁=58 мм, от средней линии редуктора до средней линии подшипников ведомого вала l₂=55 мм. Примем оканчательно l1= l2=58 мм.

 

 

 

 

 

 

7 Выбор подшипников  и расчет их долговечности.

 

7.1. Ведущий вал (рис.3.)

    Из предыдущих расчетов  известно:

Силы действующие в  зацеплении: окружная F_t=2582Н; радиальная F_r=1077; d_П1=35 мм, 1500(об/мин),температура подшипниково узла t<100 С.                                                  

 

Рисунок 3 – Расчетная  схема подшипников ведущего вала

 

(левую опору обозначим  индексом “1”)

7.1.1. Определяем    реакции опор в плоскости xz:

                             R_x= .                                                            (44)

После подстановки получим:

                             R_x1=R_x2= =1291 (Н)

7.1.2. Определяем   реакции опор в плоскости yz:

                             R_y=                                                           (45)

После подстановки получим:

                             R_y1 =R_y2= =538,5(Н)   (48)

Проверка: R_y1 + R_y2 – Fr = 541+182 – 723 =0

                                                       

7.1.3. Определяем суммарные реакции формуле:

                                        P_r= .  (46)

                                     P_r1= P_r2= = .                  

После подстановки получим:

                             P_r1= P_r2= =1399 (Н)=1, 4 (кН).

7.1.4 Определяем Эквивалентную нагрузку по формуле:

                            Р_э=(X∙V∙F_r+YFa)К_б∙К_т                                                                                        (47)

Намечаем радиальные подшипники 107: d=35 мм; D=72 мм; B=17 мм; C=25,5кН;C0=13,7кН.Принимаем температурный коэффициент К_т=1(таблица 9.2[1]);коэффициент безопасности К_б=1,4(таблица 9,19[1]);

коэффициент вроащения V=1.

Поскольку отсутствует осевая нагрузка ,то согласно таблице 3[2]коэффициент радиальной нагрузки Y=0,тогда эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

                                             Р_э= X∙V∙F_r  К_б∙К_т,                                                (48)

 

где   F _r  - это радиальная нагрузка.

                          F _r    =  P_r1= P_r2=1, 4 (кН).

После подстановки получим:

                  Р_э1=1∙1∙1,4∙1∙1,4=1,96(кН).

7.2 Определяем долговечность L_h подшипника по формуле:

                                                                            L_h= . ,    (49)        

где p – это показатель степени,для шарикоподшипников p=3.

После подстановки имеем:

                                  L_h= ∙. =24,466 ∙10 ч

Найденная долговечность подшипников приемлема.                                         

 

7.2. Ведомый вал (рис.5.)                                                         

    Ведомый вал несет  такие же нагрузки как ведущий:  

Силы действующие в  зацеплении: окружная F_t=2582Н; радиальная F_r=1077; d_П1=40 мм, 500(об/мин),температура подшипниково узла t<100 С.                                                  

Рисунок 4 – Расчетная  схем подшипников ведомого вала

Поскольку для ведомого вала:

  R_x1=R_x2= R_x3=R_x4=1291(H).

R_y1 =R_y2= R_y3 =R_y4=538,5(H).

Следовательно P_r1= P_r2= P_r3= P_r4=1, 4 (кН).

7.2.1 Эквивалентная нагрузка Р_э21  =   Р_э1=1,96(кН),так как отсутствует осевая нагрузка.

Намечаем радиальные шарикоподшипники 108: d=40 мм; D=68 мм; B=15 мм; C=16,8 кН; C0=9,3кН.

7.2.2 Рассчитываем расчетную долговечность подшипников по формуле (49).После подстановки имеем:

                                         L_h= ∙. =21 ∙10 ч

Найденная долговечность подшипников приемлема.                                        

 

8 Подбор шпонок  и проверка прочности шпоночного  соединения.

 

8.1. Ведущий вал.

    На ведущий  вал установим одну призматическую шпонку со скругленными концами для соединения полумуфты с выходным концом ведущего вала.

    По таблице 8.9 [1] (ГОСТ 23360-78) определим основные размеры шпонки: при диаметре выходного конца вала d_в=32 мм и длине полумуфты L_м=80 мм, отношение ширины, высоты и длины шпонки: b×h×l=10×8×70 мм.

  8.1.2  Проверим шпонку на напряжения смятия по формуле:

                                                              (50)

где Т-вращающий момент на валу; d-диаметр вала в сечении, где установлена шпонка; h-высота шпонки; t₁-глубина паза под шпонку; l-длина шпонки; b-ширина шпонки; [σ_см] – максимально допустимое напряжение. После подстановки получим:

                             =24,65 (МПа)

    Учитывая, что  муфта изготовлена из чугуна, для которого - [σ_см]=50…70 МПа, условие прочности выполнено.

8.2. Ведомый вал.

    По таблице 8.9 [1] (ГОСТ 23360-78) определим основные размеры шпонки: при диаметре под колесо d_к2=45 мм и длине ступицы L_ст=55 мм, отношение ширины, высоты и длины шпонки: b×h×l=14×9×50 мм.

       8.2.2  Проверим шпонку на напряжения смятия по формуле (50):

                      =73 (МПа)

     Т.к. колесо изготовлено из  стали 40Х для которй - [σ_см]=100…120 МПа, условие прочности выполнено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 Второй этап  компоновки редуктора.

 

    В развитие 1-й компоновки вычерчиваем валы, с насажанными на них деталями. Шестерню выполняем за одно свалом.

   Между торцами  подшипников и внутренней поверхностью  стенки редуктора вычерчиваем  мазеудерживающие кольца. Их торцы  должны выступать на 2-3 мм. Для  уменьшения числа ступеней мазеудерживающие  кольца и подшипники размещаем на одном и том же диаметре вала. Фиксация мазеудерживающие колец в осевом направлении осуществляется на валах утолщениями вала с одной стороны и торцами подшипников с другой. На ведомом валу одно из мазеудерживающих колец с одной стороны фиксируется распорной втулкой, а не утолщением вала.

    Вчерчиваем  крышки подшипниковых камер с  уплотнительными прокладками.

    Аналогично  конструируем узел ведомого вала, обращая внимание на следующие  особенности:

    а) для фиксации  колеса в осевом направлении предусматриваем бурт вала с одной стороны и установку распорной втулки с другой.

    б) переход  вала от 45 мм к 40 мм смещаем на 2-3 мм внутрь распорной втулки, чтобы ступица плотно  упиралась с одной стороны в бурт вала , а с другой в распорную втулку.