Косозубый редуктор

 

 

7 Первый этап компоновки редуктора

 

7.1 Компоновку  обычно проводят в два этапа.  Первый этап служит для приближённого  определения положения зубчатых  колёс и звёздочки относительно  опор для последующего определения  опорных реакций и подбора  подшипников. 

 

7.2 Очерчиваем  внутреннюю стенку корпуса: 

а) принимаем  зазор между торцом шестерни и  внутренней стенкой корпуса А₁ = 1,2 ; при наличии ступицы зазор берётся от торца ступицы;

б) принимаем  зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса  А = ;

в) принимаем  расстояние между наружным диаметром  подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = ; если диаметр окружности вершин зубьев шестерен окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от этого диаметра.

 

7.3 Предварительно  намечаем радиальные шарикоподшипники  средней серии; габариты подшипников  выбираем по диаметру вала  в месте посадки подшипников  d_п1 = 45 мм и d_п2 = 70 мм.

По таблице 3 имеем:

 

Условное     о   обозначение       подшипника	d	D	B	Грузоподъёмность, кН
	Размеры, мм			С	Со
308 312	40 60	90 130	23 31	31,3 629	22,3 48,4

 

7.4 Решаем  вопрос о смазке подшипников.  Принимаем для подшипников пластичную  смазку. Для предотвращения вытекания  смазки внутрь корпуса и вымывания  пластичной смазки жидким маслом  из зоны зацепления устанавливаем  мазе удерживающие кольца. Их  ширина определяет размер y = 8 12 мм.

 

7.5 Замером  находим расстояние на ведущем  валу l₁ = 80 мм и на ведомом валу l₂ = 82 мм.

Примем  окончательно l₁ = l₂ = 82 мм.

Глубина гнезда подшипника l_р 1,5B, для подшипника 312 В = 31 мм; l_p = 1,5 31 = 46,5 мм, примем l_p =46 мм.

 

7.6 Толщину  фланца  крышки подшипника принимаем примерно равной диаметру d_o отверстия, в этом фланце = 14 мм.

Высоту  головки болта примем 0,7 12 = 8,4 мм.

Устанавливаем зазор между головкой болта и  торцом соединительного пальца цепи в 10 мм. Длину пальца l примем на 5 мм больше шага t.

7.7 Таким  образом, l = t + 5 = 31,75 + 5 = 36,75 мм.

Замером устанавливаем расстояние l₃ = 81 мм, определяющее положение звёздочки относительно ближайшей опоры ведомого вала. Примем окончательно l₃ = 82 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Проверка долговечности подшипника

8.1 Ведущий  вал. Из предыдущих расчётов имеем Р = 5680 Н, Р_r = 2120 Н и Р_а = 2015 Н; из первого этапа компоновки l₁ = 82 мм.

Определяем  реакции опор, H;

в плоскости  xz:

 

                                                                                              (8.1)

                                      

                                   

 

в плоскости  yz:

 

                                                                           (8.2)

 

                                   

 

                                                                           (8.3)

 

                                   

 

Проверка:                 

 

Определяем  суммарные реакции, Н:

 

                                                                                      (8.4)

 

                                   

 

                                                                                    (8.5)

 

                                   

 

8.2 Подбираем  подшипники по более нагруженной  опоре 1. Намечаем радиальные шариковые подшипники 209:

 

d = 40 мм; D = 90 мм; B = 23 мм; С = 31,3 кН и С_о = 22,3 кН.

 

8.3 Определяем  эквивалентную нагрузку, Н:

 

                                                                 (8.6)

 

в которой  радиальная нагрузка F_r1 = 3029 H; осевая нагрузка F_a = Р_а = 863 Н; V = 1; K_б = 1; К_Т = 1.

Отношение  этой величине соответствует е 0,36.

Отношение  < е; X = 0,56 и Y = 1,88.

 

                              P_э = (0,56 4487 + 1,88 2015) 6300;

 

8.4 Определяем расчётную долговечность, млн. об:

 

                                                                                                     (8.7)

                         

                             млн. об

 

8.5 Определяем  расчётную долговечность, ч:

 

                                                                                                  (8.8)

 

                             ч;

 

Строим  эпюру рисунок 4.

 

Рисунок 4 – Расчётная схема ведущего вала

 

8.6 Ведомый  вал несёт такие же нагрузки, как и ведущий: 

 

Р = 5680 Н; Р_r = 2120 H и Р_а = 2015 Н. Нагрузка на вал от цепной передачи R_ц = 4939 Н.

Составляющие  этой нагрузки, Н:

 

                               R_цx = R_цy = R_ц sin ;                                                  (8.9)

 

                             R_цx = R_цy = 4939 sin 45^o = 3457;

 

Из первого  этапа компоновки: l₂ = 82 мм и l₃ = 82 мм.

 

8.7 Определяем  реакции опор, Н:

 

в плоскости  xz:                                                      (8.10)

                            

 

 

                                                                    (8.11)

 

                            

 

 

Проверка:           R_x3 + R_x4 – (P + R_цx) = 1093 + 8044 – (5680 + 3457) = 0;

 

в плоскости  yz:

 

                                                                 (8.12)

 

                           

                                                

                                                  (8.13)

 

 

 

Проверка:          

 

8.8 Определяем  суммарные реакции, Н:

 

                                                                                   (8.14)

 

                           

 

                                                                                  (8.15)

 

                           

 

 

8.9 Выбираем  подшипники по более нагруженной  опоре 4.

 

Шариковые радиальные подшипники 312 средней серии: d = 60 мм; D = 130 мм; В = 31 мм; С = 62,9 кН; С_о = 48,4 кН.

 

Отношение этой величине соответствует е 0,32.

Отношение  < е; следовательно, X = 0,56, Y = 1,88.

Поэтому

 

                    Р_э = R₄  V K_б К_Т  = F_r4  V K_б К_Т ;                      (8.16)

 

                                     Р_э = 8762 1 1 1 = 8762;

 

8.10 Определяем расчётную долговечность, млн. об:

 

                                                                                                   (8.17)

 

                                      

 

8.11 Определяем  расчётную долговечность, ч:

 

                                                                                                (8.18)

 

                                       

 

здесь n = 490 об/мин. = частота вращения ведомого вала.

Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников  принимают от 36000 ч. до 10000 ч. в нашем  случае подшипники ведущего вала 308 имеют ресурс L_h 13000 ч., а подшипники ведомого вала 312 имеют L_h 12517 ч.

Строим  эпюру рисунок 5.

 

Рисунок 5 – Расчётная схема ведомого вала

 

9. Второй этап компоновки редуктора.

Второй  этап компоновки имеет целью конструктивно  оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.

Примерный порядок выполнения следующий.

Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее. Шестерню выполняем за одно полое с валом.

Конструируем  узел  ведущего вала:

а) наносим  осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстояния l₂. Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники  качения; 

б) между  торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем  мазеудерживающие кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1—2 мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем па тот же диаметр, что и подшипники. Фиксация их в осевом направлении осуществляется    заплечиками   вала   и   торцами   внутренних   колец подшипников;

в) вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной 1 мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем говорит, вырыв на плоскости разъема.

Войлочные и фетровые уплотнения применяют  главным образом в узлах, заполненных пластичной смазкой. Уплотнения манжетного типа широко используют как при пластичной, так и при жидкой смазке подшипникового узла;

г) переход  вала к присоединительному концу выполняют на расстоянии 10—15 мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крышки. Длина присоединительного конца вала определяется длиной ступицы муфты. Аналогично конструируем узел ведомого вала. Обратим внимание па следующие особенности:

а) для  фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки — с другой;

б) отложив  от середины редуктора расстояние l₂, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;

в) вычерчиваем мазеудерживающие кольца, крышки подшипников с прокладками и болтами;

г) откладываем  расстояние l₃ и вычерчиваем звездочку цепной передачи; ступица звездочки может быть смещена в одну сторону для того, чтобы вал не выступал за пределы редуктора па большую длину;

д) от осевого  перемещения звездочка фиксируется  на валу торцовым креплением. Шайба прижимается к торцу ступицы одним или двумя винтами.

На ведущем  и ведомом валах применяем  шпонки призматические со скругленными торцами по СТ СЭВ 189—75. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5—10 мм меньше длин ступиц.

Непосредственным  измерением уточняем расстояния между  опорами и расстояния, определяющие положение зубчатых колес и звездочки  относительно опор. При значительном изменении этих расстоянии уточняем реакции опор и вновь проверяем долговечность подшипников.