Схема привода с коническо-цилиндрическим двухступенчатым редуктором

           =4060*23=93,38 Н*м

           Н*м

         

             3. Строим эпюру крутящих моментов

          Н*м

              4. Определяем суммарные радиальные реакции: 

                   Н*м

                   Н*м  

             5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н*м:

         =115 Н*м                   (4.58)

         =45,225 Н*м

             6.Находим приведенные моменты в каждой точке, Н*м:

                                                                                 (4.59)

 где  -изгибающий момент на валу.

           

            

            

            

 

                7. Находим диаметр вала для опасного сечения:

                          ,                                                  (4.60)

где =63,86 Н*м – максимальный приведенный момент;

     [ ]-65 МПа- допускаемое знакопеременное напряжение по [ 3, стр. 50]  

                           =20 мм

                  Так как  , то значит, что расчет диаметра вала выполнен правильно .

                                                 20мм<32 мм

                

4.2. Расчет промежуточного вала

             Определяем диаметр вала под элемент открытой передачи:

                             =50 мм, принимаем =50 мм

               Определяем диаметр  вала под  подшипник:

                               =50+2*1,6=53,2 мм, принимаем =55 мм

             Длина вала по формуле:

                                =1,5*55=82,5 мм, принимаем 85 мм

             Определяем диаметр вала под  колесо быстроходной степени  и шестерни тихоходной ступени  по формуле :

                                =55+3*3=67 мм, принимаем =70 мм.

                Определяем нагрузки на вал по формулам:

 а) окружная:

                                        

                                    Н

б) радиальная:

                                Н

в) осевая:

                                =842,44 Н

                Составляем расчетную схему ( рис.    ) и определяем величины реакций.

       

 

 

 

 

   1.Нагрузки в вертикальной плоскости:

             а) определяем опорные реакции, Н:

                                              

           =0                              

      

      Проверка:  

 

        2.Нагрузки в горизонтальной плоскости:

             а) определяем опорные реакции, Н

         

         

           =0

     Проверка:

          

 

  Изгибающие моменты:

4.3. Расчет выходного вала

             Определяем диаметр  вала под  элемент открытой передачи:

                       =73 мм, принимаем мм

                         =1,5*75=112,5 мм

            Определяем диаметр вала под  подшипник по формуле :

                        75+2*3,3=81,6 мм, принимаем мм

                         м

               Диаметр вала под колесо тихоходной ступени редуктора:                                                           80+3*3,5=90,5 мм, принимаем

              Определяем нагрузки на вал по формулам:

 а) окружная:

                       Н

б) радиальная:

                            

 

в) осевая:

                         =1327 Н

где =1-16

           Составляем расчетную схему ( рис.    ) и определяем величины реакций.

            1.Нагрузки в вертикальной плоскости:

             а) определяем опорные реакции, Н:

                                              

                                      

              

      Проверка:  

Изгибающие моменты:

    =0    

   

    

                 2.Нагрузки в горизонтальной плоскости:

             а) определяем опорные реакции, Н

          

         

           

         Проверка:

Изгибающие моменты:

         

    

 

 

5. Подшипники качения

5.1. Характеристика подшипников качения и выбор типа подшипника

Подшипники  качения являются основными видами опор и их широкое применение обусловлено преимуществами: малый момент трения; простота монтажа и эксплуатации, малый расход смазки; низкая стоимость; высокая нагрузочная способность; надежная работа в условиях частных остановок и пуска привода.

Недостатками  подшипников качения являются: низкая долговечность в условиях высокой скорости и ударных нагрузок; большие радиальные размеры и вес.

Подшипник шариковый  радиальный однорядный нужен для  восприятия радиальных нагрузок при высоких частотах вращения. Допускает малый перекос осей колец. Область применения: жесткие двухопорные валы с расстоянием между опорами l 10d. Такой тип подшипника подходит для быстроходного вала.

Подшипник роликовый  радиально-упорный конический предназначен для осевой и радиальной нагрузок. Подшипник разборной, допускает регулировку зазоров и компенсацию износа. Воспринимаемая осевая нагрузка возрастает с увеличением угла контакта подшипника а'. Быстроходность меньшая по сравнению с шариковыми подшипниками. Подшипник чувствителен к монтажным перекосам и упругим деформированиям валов. Область применения: тяжело нагруженные опоры жестких коротких валов, воспринимающих радиальную и осевую нагрузки одновременно.

Такой тип  подшипника подходит на установку на промежуточном и выходном валах, так как на них действуют осевые нагрузки от прямозубой конической передачи.

 

 

5.2 Выбор и  проверка подшипников

для быстроходного  вала

          Предварительно выбираю роликовый  конический однорядный подшипник  типа 7307 (  по ГОСТ  333-79). Проверяем пригодность подшипника. Угловая скорость =75 мин .

          Реакция в подшипниках  =6053,5 Н; =2410,06 Н. Характеристика подшипника: С =76100 Н; =59300 Н; е=0,29; Y=2,09; =1,15. Требуемая долговечность подшипника на 20*10 часов.

         Определяем осевые составляющие  радиальные реакции:

                                ,                                        (5.61) [ 3,стр. 132]

где е =0,29- коэффициент влияния осевого нагружения.

 Н

 Н

          Определяем осевые нагрузки подшипников:

          Так как  > и > , то =796,26 Н

                       =1457,07+3249,95=4707 Н          (5.62) [ 3,стр.136]

          По соотношениям:

                       <е ,                                     (5.63) [ 3,стр.136]

                       >е

          Выбираем соответствующие уравнение  для определения реакции  :

                                                                       (5.64) [ 3,стр. 134]

где К =1,2- коэффициент безопасности по [3, табл. 9.1]

       К =1,05 – температурный коэффициент по [3, табл. 9.5]

                        =5339,18 Н                    

                                                (5.65)[ 3,стр.134 ]

                        =7670,7 Н

           Определяем динамическую грузоподъемность по большому значению эквивалентной нагрузки:

                          ,                                         (5.66)[ 3,стр. 128 ]

где m=3,33- показатель степени по [ 3,стр.128]

                         =72871 Н

                                    < =72871<76100Н

           Определяем долговечность подшипника:

                                                                     ( 5.67) [ 3,стр.128]

                             =22571,26 ч

                             >20000 часов - условие пройдено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.3. Выбор и  проверка подшипников

 для промежуточного  вала

 

          Предварительно выбираю роликовый  конический однорядный подшипник типа 7311 (  по ГОСТ  333-79). Проверяем пригодность подшипника. Угловая скорость =25 мин , осевая нагрузка в зацеплении F =842,44 H.

          Реакция в подшипниках  =3230 Н; =1903,7 Н. Характеристика подшипника: С =10200 Н; =81500 Н; е=0,33; Y=1,80; =0,99; К =1,2; К =1,05. Требуемая долговечность подшипника на 20*10 часов.

         Определяем осевые составляющие  радиальные реакции по формуле (5.61):

                                Н

                                Н

           Так как  > и > , то =884,697 Н

                   =884,697+842=1726 Н          

          По соотношениям, которые определяем по формуле (5.63):

                       <е ,                              

                       >е

          Выбираем соответствующие уравнение  для определения реакции  по формулам (5.64) и (5.65):

                         =4069 Н

                        = 3112,8Н

         Определяем динамическую грузоподъемность по большому значению эквивалентной нагрузки по формуле (5.66):

                          =26824,35Н

 

                                    < =26824 <118000Н

           Определяем долговечность подшипника по формуле(5.67):

                                        =142626,56 ч                                                            

                             >20000 часов - условие пройдено.

 

 

 

5.4. Выбор и  проверка подшипников

для тихоходного вала

 

Предварительно выбираю  роликовый конический однорядный подшипник  типа 7315 (  по ГОСТ  333-79). Проверяем  пригодность подшипника. Угловая  скорость =6 мин , осевая нагрузка в зацеплении F =1327 H.

          Реакция в подшипниках  =1544,55 Н; =3655,4 Н. Характеристика подшипника: С =178000 Н; =148000 Н; е=0,33; Y=1,97; =1,83; К =1,2; К =1,05. Требуемая долговечность подшипника на 20*10 часов.

         Определяем осевые составляющие  радиальные реакции по формуле (5.61):

                               Н

                                Н

           Так как  < и > , то =423.05 Н

                   =1750.05 Н          

          По соотношениям, которые определяем по формуле (5.63):

                       <е ,                              

                       >е

          Выбираем соответствующие уравнение для определения реакции по формулам (5.64) и (5.65):

                   =1594.88 Н

                   =5324.89 Н

         Определяем динамическую грузоподъемность по большому значению эквивалентной нагрузки по формуле (5.   ):

                          =21778.8 Н

 

                                    <

           Определяем долговечность подшипника по формуле(5.67):

                                        =104528.79 ч                                                            

                             >20000 часов - условие пройдено.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Смазывание. Смазочные устройства

6.1. Смазывание  зубчатого зацепления

Смазочные материалы  в машинах применяют с целью  уменьшения интенсивности изнашивания, снижения сил трения, отвода от трущихся поверхностей теплоты и продуктов изнашивания, а также для предохранения деталей от коррозии. Снижение сил трения благодаря смазке обеспечивает повышение КПД машин. Кроме того, большая стабильность коэффициента трения и демпфирующие свойства слоя смазочного материала между взаимодействующими поверхностями способствуют снижению динамических нагрузок, увеличению плавности и точности работы машин.

В редукторах общего назначения обычно применяется комбинированное  смазывание. Одно или несколько зубчатых колёс смазываются погружением  в ванну с жидким смазочным материалом в нижней части корпуса редуктора , а остальные узлы и детали, в том числе подшипники качения, смазываются за счёт разбрызгивания масла погруженными колёсами и циркуляции внутри корпуса образовавшегося масляного тумана. По времени – это непрерывное смазывание.

          В двухступенчатых коническо–цилиндрических редукторах независимо от глубины погружения тихоходного цилиндрического колеса коническое колесо должно быть погружено в масло на половину длины зуба.

Заливают масло через  отверстия, закрываемые пробками.

Слив масла осуществляют через  отверстия, расположенные в средней  плоскости редуктора со стороны  тихоходного вала. Здесь следует  предусмотреть уклон дна редуктора  порядка 1 : 100 – 1 : 200.