Редуктор цилиндрический прямозубый с горизонтальным расположением валов привода ленточного транспортера

 

3. Проектный расчёт валов редуктора  и подбор подшипников

3.1 Ориентировочный расчёт вала 2-3(входного)

Рисунок 2 – Конструкция входного вала

 

Диаметр входного участка вала:

, (49) [4, с. 38]

где Т23 – момент на валу 2-3, Н∙м;

Принимая  Т23 = 103 Н∙м, подставляем в формулу (49):

По рекомендации [8] округляем до числа кратного 5, следовательно, d1 = 35мм.

По ГОСТ 12080-66 имеем из таблицы 3.1 [4, с. 39]: L = 58 мм, r = 2 мм, с = 1,6 мм, t = 3,5 мм.

Диаметр буртика:

d2 = d1 + 2∙ t, (50) [4, с. 38]

где d1 – диаметр входного участка вала, мм;

t – высота буртика, мм.

Принимая d1 = 35мм и t = 3,5 мм, подставляем в формулу (50):

d2 = 35 + 2∙ 3,5 = 40 мм

Диаметр участка под подшипником:

d3 ≥ d2 [4, с. 38] – ближайшее кратное 5.

где d2 – диаметр буртика, мм.

d3 = 40 мм

Диаметр буртика под подшипник:

d4 = d3 + 2∙ r, (51) [4, с. 38]

где d3 – диаметр участка под подшипником, мм;

r – радиус галтели, мм.

Принимая d3 = 40 мм и r = 2 мм, подставляем в формулу (51):

d4 = 40 + 2∙ 2 = 44 мм

По рекомендации [8] округляем до числа кратного 5, следовательно, d = 45 мм.

3.2 Ориентировочный расчёт вала 4(выходного)

Рисунок 3 – Конструкция выходного вала

 

Диаметр выходного участка вала:

, (52) [4, с. 40]

где Т4 – момент на валу выходном валу 4, Н∙м;

Принимая  Т4 = 247,6 Н∙м, подставляем в формулу (52):

По рекомендации [8] округляем до числа кратного 5, следовательно, d1 = 40 мм.

По ГОСТ 12080-66 имеем из таблицы 3.1 [4, с. 39]: L = 82 мм, r = 2 мм, с = 1,6 мм, t = 4 мм.

Диаметр буртика:

d2 = d1 + 2∙ t, (53) [4, с. 40]

где d1 – диаметр выходного участка вала, мм;

t – высота буртика, мм.

Принимая d1 = 40 мм и t = 4 мм, подставляем в формулу (53):

d2 = 40 + 2∙ 4 = 48 мм

По рекомендации [8] округляем до числа кратного 5, следовательно, d2 = 50 мм.

Диаметр участка под подшипником:

d3 ≥ d2 [4, с. 40] – ближайшее кратное 5.

где d2 – диаметр буртика, мм.

d3 = 50 мм

Диаметр участка под колесом:

d4 = d3 + (2…5), (54) [4, с. 40]

где d3 – диаметр участка под подшипником, мм;

Принимая d3 = 50 мм, подставляем в формулу (54):

d4 = 50 + 5 = 55 мм

Диаметр буртика под колесом:

d5 = d4 + 3∙f, (55) [4, с. 40]

где d4 – диаметр участка под колесом, мм;

f - размер фаски посадочного отверстия колеса.

Принимая d4 = 55 мм и f = 2 мм, подставляем в формулу (55):

d5 = 55 + 3∙2 = 61 мм

По рекомендации [8] округляем до числа кратного 5, следовательно, d5 = 65 мм.

Диаметр буртика под подшипник:

d6 = d3 + 3∙r, (56) [4, с. 40]

где d3 – диаметр участка под подшипником, мм;

r – радиус галтели.

Принимая d3 = 50 мм и r = 2 мм, подставляем в формулу (56):

d6 = 50 + 3∙2 = 56 мм

По рекомендации [8] округляем до числа кратного 5, следовательно, d6 = 60 мм.

3.3 Подбор подшипников

Рисунок 4 – Эскиз шарикового радиального однорядного подшипника

 

Согласно таблице 3.2 [4, с. 42] выбираем подшипники:

Подшипник 208 ГОСТ 8338-75 для  входного вала 2-3 и Подшипник 209 ГОСТ 8338-75 для выходного вала 4.

 

Таблица 3 - Характеристики подшипников

Вал	dп, мм	Условное обозначение	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	Cr, кН	Cor, кН
2-3	35	207	35	72	17	2	25,5	13,7
4	40	208	40	80	18	2	32	17,8

 

 
4. Конструктивные размеры зубчатой  передачи и корпуса редуктора

4.1 Конструктивные размеры зубчатой передачи

 

Рисунок 5 – Элементы зубчатого колеса и его конструкция

 

Длина посадочного отверстия колеса(длина ступицы):

lст ≥ B4; lст = (1…1,2)∙d4, (57) [4, с. 53]

где d - диаметр участка под колесом, мм.

Принимая d = 55 мм, подставляем в формулу (57):

lст = (1…1,2) ∙ 55 = (55…66) = 66 мм

lст ≥ B4; 66 мм ≥ 64 мм – условие выполняется.

Диаметр ступицы:

dст = 1,55∙ d4, (58) [4, с. 53]

где d4 - диаметр участка под колесом, мм.

Принимая d4 = 55 мм, подставляем в формулу (58):

dст = 1,55 ∙ 55 = 85,3 мм

Толщина обода:

S = 2,5∙m, (60) [4, с. 53]

где m – модуль зацепления, мм.

Принимаем m = 2 мм, подставляем в формулу (60):

S = 2,5∙2 = 5 мм

Чертёжный диаметр:

D0 = d4 - 8∙m, (61) [4, с. 53]

где d4 - диаметр участка под колесом, мм;

m – модуль зацепления, мм.

Принимаем d4 = 55 мм и m = 2 мм, подставляем в формулу (61):

D0 = 55 - 8∙2 = 39 мм

 

Толщина диска:

с = 0,33∙В4, (62) [4, с. 53]

где В4 – ширина венца колеса, мм.

Принимаем В4 = 64 мм, подставляем в формулу (62):

с = 0,33∙64 = 21 мм

Фаска на торцах зубчатого венца:

f = (0,5…0,6) ∙m, (63) [4, с. 54]

m – модуль зацепления, мм.

Принимаем m = 2 мм, подставляем в формулу (63):

f = (0,5…0,6) ∙2 = 1 мм

Острые  кромки на торцах ступицы (в отверстии и на внешней поверхности), а также на торцах обода притупляют фасками, их размер принимают в зависимости от диаметра посадочного отверстия, следовательно, f1 = 2,5 мм

 

4.2 Проектирование размеров корпуса редуктора

4.2.1 Проектирование фланцев корпуса

Определяем толщину стенки корпуса:

δ ≥ 0,025∙а34 + 1 мм, (64) [4, с. 45]

где а34 – межосевое расстояние, мм.

Принимаем а34 = 160 мм, подставляем в формулу (64):

δ ≥ 0,025∙160 + 1 = 5 мм

По рекомендации [4, с. 45], если  δ ˂ 8 мм, то принимаем δ = 8 мм.

Диаметр фундаментальных болтов:

d1 ≥ (0,03…0,033)∙ а34 + 12 мм, (65) [4, с. 45]

где а34 – межосевое расстояние, мм.

Принимаем а34 = 160 мм, подставляем в формулу (65):

d1 ≥ (4,8…5,3) + 12 = 17 мм

По таблице 3.4 [4, с. 45] выбираю: d1 = 20 мм, М20, С = 25 мм, К = 48 мм.

Диаметр болтов, соединяющих крышку и основание редуктора у подшипников:

d2 ≥ (0,7…0,75)∙d1, (66) [4, с. 45]

где d1 – диаметр фундаментальных болтов, мм.

Принимаем d1 = 20 мм, находим формулу (66):

d2 = (14…15) = 15 мм

По таблице 3.4 [4, с. 45] выбираю: d2 = 16 мм, М16, С = 21 мм, К = 39 мм.

Диаметр болтов, соединяющих крышку и основание редуктора в прочих местах:

d3 ≥ (0,5…0,6)∙d1, (67) [4, с. 45]

где d1 – диаметр фундаментальных болтов, мм.

Принимаем d1 = 20 мм, находим формулу (67):

d2 = (10…12) = 10 мм

По таблице 3.4 [4, с. 45] выбираю: d3 = 10 мм, М10, С = 16 мм, К = 28 мм.

 

 

 

Минимальное расстояние от поверхности отверстия под подшипники до центра отверстия под болты должно быть не меньше диаметра отверстия под

болты:

d01 = d1 + (1…2) мм, (68) [4, с. 45]

где d1 – диаметр фундаментальных болтов, мм.

Принимаем d1 = 20 мм, находим формулу (68):

d01 = 20 + (1…2) = 22 мм

d02 = d2 + 3 мм, (69) [4, с. 45]

где d2 – Диаметр болтов, соединяющих крышку и основание редуктора у подшипников, мм.

Принимаем d2 = 16 мм, находим формулу (69):

d02 = 16 + 3 = 19 мм

d03 = d3 + (1…2) мм, (70) [4, с. 45]

где d3 – диаметр болтов, соединяющих крышку и основание редуктора в прочих местах, мм.

Принимаем d3 = 10 мм, находим формулу (70):

d03 = 10 + 2 = 14 мм

4.2.2 Проектирование крышек подшипниковых узлов

Рисунок 6 – Глухие и сквозные крышки подшипников

 

Для подшипника № 207 с D = 72 мм

 

Таблица 4 – Характеристики подшипника входного вала

Диаметр D, мм	72
Толщина δ, мм	6
Ширина буртика S, мм	6
Диаметр буртика Dб, мм	78
Диаметр D3, мм	60
Ширина глухой крышки, мм	12
Толщина сквозной крышки f, мм	3

 

Данный взяты согласно рекомендациям [4, с. 48]

 

Для подшипника №208 с D = 80 мм

 

Таблица 5 – Характеристики подшипника выходного вала

Диаметр D, мм	80
Толщина δ, мм	6
Ширина буртика S, мм	6
Диаметр буртика Dб, мм	86
Диаметр D3, мм	68
Ширина глухой крышки, мм	12
Толщина сквозной крышки f, мм	3

Данный взяты согласно рекомендациям [4, с. 48]

 

Размеры выточки под уплотнение в сквозной крышке определяются размерами уплотнения. Предлагается использовать в качестве уплотнений наиболее удобные и широко распространенные в настоящее время резиновые манжеты.

Выбор резиновых армированных манжет производится по ГОСТ 8752-7 из таблицы 3.5 [4, с. 49]:

Рисунок 7 – Конструкция резинового армированного манжета

 

Для подшипника № 207:

Манжет 40×60-3 ГОСТ 8752-7;

Его данные: d = 35 мм, D1 = 58 мм, h1 = 10 мм.

Для подшипника №209:

Манжет 45×65-3 ГОСТ 8752-7;

Его данные: d = 40 мм, D1 = 60 мм, h1 = 10 мм.

Ширина сквозной крышки:

b1 ≥ f + h1 + (2…3) мм, (71) [4, с. 49]

где f – толщина стенки сквозной крышки, мм;

h1 – ширина, мм.

Принимаем f = 3 мм и h1 = 10 мм, находим формулу (71):

b1 = 3+ 10 + (2…3) = 15 мм

 

4.3.3 Проектирование основных элементов  корпуса редуктора

Для жесткой фиксации подшипников на стенке крышки и основания корпуса

следует предусмотреть специальные приливы (бобышки). Определяем диаметры бобышек колеса и шестерни:

- шестерни Dб3 = 1,4∙D3, (72) [4, с. 55]

где D3 – наружный диаметр подшипника вала 2-3, мм.

Принимая D3 = 80 мм, подставляем в формулу (72):

Dб3 = 1,4∙80 = 112 мм

- колеса Dб4 = 1,4∙D4, (73) [4, с. 55]

где D4 – наружный диаметр подшипника вала 4, мм.

Принимая D4 = 85 мм, подставляем в формулу (73):

Dб4 = 1,4∙85 = 119 мм

Выбор болта для соединения крышки и основания редуктора у подшипников осуществляется по ГОСТ 7796-70 [4, с. 58]:

Рисунок 8 – Конструктивные размеры болта

 

Болт М16×60 ГОСТ 7796-70 с d = 16 мм, S = 22 мм, D = 23,9 мм, H = 9 мм,

L = 60 мм.

Диаметр обрабатываемой поверхности D2 должен быть больше диаметра головки болта или гайки:

Рисунок 9 – Конструктивные размеры гайки

 

D2 = D + (3…4) мм, (74) [4, с. 58]

где D – диаметр головки болта, мм.

Принимаем D = 23,9 мм и подставляем в формулу (74):

D2 = 23,9 + (3…4) = 27,9 мм

Под гайку болта с целью уменьшения вероятности самоотвинчивания гайки рекомендуется устанавливать пружинную шайбу по ГОСТ 6402-70 [4, с. 58].

Рисунок 10 – Конструктивные размеры шайбы