Проектирование привода общего назначения

2. КПД передачи:

3. Площадь поверхности теплоотдачи корпуса редуктора определяется по эмпирической зависимости:

м².

4. Температура масла:

Температура лежит в  пределах нормы

 

3 ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

3.1 Конструктивная компоновка привода

Цель конструктивной компоновки – конструктивное оформление деталей и узлов редуктора открытой передачи и рамы.

Конструктивная компоновка редуктора  выполняется на миллиметровой бумаге формата А1 карандашом в контурных  линиях желательно в масштабе 1:1.  Шестерню чаще всего выполняют заодно с валом (вал-шестерня). Конструктивные размеры колеса приведены ниже. Колеса небольших размеров изготовляют обычно из штампованных заготовок без углублений и отверстий.

Конструктивные размеры  корпуса приведены ниже. При конструировании  корпуса редуктора придерживаются установленных литейных уклонов, размеров элементов сопряжений, фланцев. Для  заливки масла и осмотра в  крышке корпуса делают окно, закрываемое  крышкой.

В основании корпуса делают отверстия под выбранный маслоуказатель и сливную пробку.

Подшипники закрываются  чугунными глухими и сквозными  привертными крышками. В сквозных крышках делаются отверстия под  манжетные уплотнения   и для  прохода выходного конца вала . Для регулирования зазоров в подшипниках под фланец крышек  устанавливается набор стальных прокладок (толщиной ~1 мм).

Между торцами подшипников  и упорными буртиками валов (распорной  втулкой) устанавливаются мазеудерживающие кольца. Зазор между кольцом и корпусом редуктора ; выход на торец корпуса 1…2 мм.

Длина выходных концов валов  определяется длиной полумуфты (длиной ступицы открытой передачи). Конструктивно  выполняют валы в местах установки  ступиц подшипников, распорных колец – выбираются фаски, радиусы закруглений (галтели), канавки для выхода шлифовального круга и резьбонарезного оборудования. Звездочка на тихоходном валу фиксируется концевой шайбой.

Для обеспечения точного  относительного положения электродвигатель и редуктор располагаем на раме, которую изготавливаем из стального проката – швеллеров, уголков, листов. Для определения конфигурации и размеров рамы вычерчиваем на листе бумаги в масштабе контуры муфты. Одну полумуфту соединяем с валом электродвигателя, а другую – с валом редуктора. Подрисовываем контуры редуктора и электродвигателя. После этого вычерчиваем контуры рамы и определяем ее длину L и ширину B и разность высот h опорных поверхностей электродвигателя и редуктора. Размеры L и B округляем до стандартных значений. Определяем высоту основного швеллера , по которой подбираем ближайший больший размер швеллера. Ширину полки швеллера проверяем на возможность размещения и монтажа крепежных деталей.

При небольшом размере h на раму наваривают листы требуемой толщины или опорные платики (высота платика 5…6 мм). При большом значении h раму наращивают швеллерами. Для крепления рамы применяем фундаментные болты (при длине рамы до 700 мм устанавливают 4 фундаментных болта диаметром при свыше 700…1000 мм – 6 болтов диаметром при L свыше 1000 до 1500 мм – 8 болтов диаметром ) На внутренней поверхности полок швеллеров по месту установки болтов привариваем косые шайбы для обеспечения торцов головок болтов и гаек относительно осей болтов.

В приводе с ременной передачей  для регулирования  натяжения ремней, электродвигатель устанавливают на салазках, которые крепят на раме болтами.

 

Конструктивные размеры корпуса редуктора.

1. Толщина стенки корпуса и крышки редуктора:

мм

Т.к. , то примем

мм

Т.к. , то примем

2. Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса:

3. Толщина нижнего пояса (фланца) корпуса:

3.

4. Толщина нижнего пояса корпуса без бобышки:

 мм.

5. Толщина ребер основания корпуса:

 мм.

6. Толщина ребер крышки:

 мм.

7. Диаметр фундаментных болтов (их число ):

 мм

8. Диаметр болтов:

- у подшипников;

- соединяющих основание корпуса  с крышкой.

9. Размеры, определяющие положение болтов :

 мм.

10. Высоту бобышки под болт выбирают конструктивно так, чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку. Желательно у всех бобышек иметь одинаковую высоту мм.

11. Диаметр отверстия гнезда под подшипник:

по наружному диаметру подшипника.

мм-длина гнезда подшипника.

12. Диаметр штифта:

13. Длина штифта:

мм.

14. Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса:

 мм.

 

Конструктивные размеры  колес.

Колесо на тихоходном валу:

1. Диаметр ступицы:

2. Длина ступицы:

мм;

Приму длину ступицы  равной:

 мм;

3. Толщина диска:

 мм;

4. Радиусы закруглений и уклонов:

5. Толщина обода:

мм;

Принимаем

6. Фаска:

;

Округляем до стандартного значения .

7. Диаметр винта:

.

8. Длина ввинчивания:

.

9. Смещение:

.

10. Высота буртика:

.

11. Ширина буртика:

.

 

 

3.2 Смазывание. Смазочные устройства

В червячном редукторе применяется картерное смазывание т. к. (окунанием колеса, в масло, залитое внутрь корпуса). Червячное колесо погружается в масло на высоту зуба

 мм), где - модуль зацепления;

- диаметр делительной окружности  колеса;

Объем масляной ванны  редуктора определяется из расчета 0,5...0,8 л масла на 1 кВт передаваемой мощности. Т. к. , то V=0,5…0,8 л. При м/c рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 20 cСт. По табл. 10.10[1] принимаем масло индустриальное И-20А (по ГОСТ 20799-75).

 

3.3 Выбор муфты

В приводах общего назначения рекомендуется применять муфту  упругую втулочно-пальцевую (УВП). Типоразмер муфты определяем по диаметру концов, соединяемых валов и расчетному вращающему моменту:

Быстроходный  вал:

- расчетный момент на валу  редуктора;

 – коэффициент, учитывающий влияние эксплуатации при постоянной нагрузке.

- допускаемый момент вращения  муфты.

-диаметры концов, соединяемых  валов.

Муфта УВП 63-22-1.1-20-1.1 ГОСТ 20742-81

- длина полумуфты; - длина муфты.

Тихоходный  вал:

;

- диаметр выходного вала.

Муфта УВП 250-30-1.1-30-1.1 ГОСТ 21424-75

- длина полумуфты; - длина муфты.

 

 

3.4 Расчет шпоночных соединений

Для шпоночных соединений быстроходного вала с полумуфтой или шкивом и тихоходного вала с зубчатым колесом или полумуфтой принимаем призматические шпонки со скругленными концами. Размеры поперечных сечений шпонок и пазов выбираем по ГОСТу 23360-78.

Проверяем прочность  шпонок на смятие по формуле:

  , где

- диаметр вала в месте расположения  шпонки;

- сечение шпонки;

- длина шпонки;

- глубина паза;

                или             

Быстроходный  вал:

 

Тихоходный  вал:

Колесо:

 

Выходной вал:

МПа.

 

 

 

3.5 Уточненный расчет валов

Цель уточненного расчета  валов – определение коэффициентов  запаса прочности в опасных сечениях каждого вала и сравнение их с  допускаемым значением 

Сталь 40Х, термообработка улучшение.

1. Предел выносливости  при симметричном цикле изгиба  для углеродистых сталей:

2. Предел выносливости  при симметричном цикле касательных  напряжений кручения:

4. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

4. Амплитуда и среднее  напряжение цикла:

5. Момент сопротивления  кручению сечения вала (мм ):

6.

7.Коэффициент запаса  прочности по нормальным напряжениям  изгиба: 

8. Амплитуда цикла  нормальных напряжений:

9. Момент сопротивления  изгибу:

10.

 

1. - эффективный коэффициент концентрации нагрузки.

- масштабный фактор;

- коэффициент чувствительности  материала к асимметрии цикла         ( для углеродистой стали);

12. Общий коэффициент  запаса прочности:

Тихоходный вал:

 

 

1. Проведем расчету по сечению А-А, где

 

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8. .

 

 

 

Проведем расчету по сечению  Б-Б, где 

2.

3.

4.

В сечении Б-Б вал  испытывает только касательные напряжения кручения, поэтому 

 

 

3.6 Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость редуктора тщательно  очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в  соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов.

На быстроходный вал  устанавливают роликоподшипники конические однорядные легкой серии, предварительно нагретые в масле до 80...100 . Затем устанавливают мазеудерживающие кольца.

В тихоходный вал закладывают  шпонки  и напрессовывают зубчатые колеса. Затем ставят мазеудерживающие кольца и устанавливают роликоподшипники конические однорядные легкой серии, предварительно нагретые в масле до 80...100 .

Собранный тихоходный вал укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса. В отверстие крышки устанавливают собранный быстроходный вал. Стыковые поверхности крышки и основания корпуса должны быть покрыты спиртовым лаком. Крышку центрируют с помощью двух конических штифтов и затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжеты, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.

Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку и устанавливают муфту. Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое  отверстие с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.

 

4. РАБОЧАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ

4.1 Разработка сборочного чертежа редуктора

Сборочный чертеж редуктора  выполняется в двух проекциях  на основании разработанной конструкторской  компоновки.

На сборочном чертеже  указываются следующие размеры:

- габаритные (по предельным внешним очертаниям);

- присоединительные (диаметр  и длина концевого участка  быстроходного и тихоходного  валов);

- установочные (расстояния  между центрами фундаментных  болтов, высота центров посадки);

- посадочные (размеры  сопрягаемых поверхностей с указанием посадок);

- главный параметр  редуктора (межосевое расстояние  зубчатых передач, внешний делительный диаметр колес);