Расчет конического редуктора

Для колеса:

1. Тип подшипника: роликовые  конические типа 7000;

серия: легкая;

угол контакта: α=14°;

схема установки: 3 (враспор)   

2. обозначение: 7207

d=35мм                                                                    Грузоподъемность:

D=72мм                                                                    С_r=35,2кН

Т=18,5мм                                                                  С_оr=26,3 кН

b=17мм                                                                    Фактор нагрузки:

с=15мм                                                                      е=0,37

r=2,0 мм                                                                     y=0,62

r₁=1,08мм                                                                   y₀=0,89  

α=14°                                                                          

7.5. Разработка чертежа  общего вида редуктора.

Для шестерни:

а_б=0,5 (Т+d+D/3*е)=0,5 (18,5+35+72/3*0,37)=15,8=16мм

а_т=16мм.

                                    Задача 8.

Расчетная схема валов  редуктора.

Цель: 1. Определить радиальные реакции в опорах подшипников  быстроходного и тихоходного  валов.

           2. Построить эпюры изгибающих  и крутящих моментов.

           3. Определить суммарные изгибающие  моменты.

           4. Построить схему нагружения  подшипников.

Определение реакций в  подшипниках. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов (тихоходный вал).

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

31

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

Дано:

F_м=263,63 Н

l_т=170мм

F_t2=1492Н

F_a2=417,76 Н

F_r2=1163,76Н

d₂=184 мм

1. Вертикальная плоскость: 

а) определяем опорные реакции, Н:

ΣМ₄=0

F_a2*d₂/2- F_r2*l_T/2+R_cy*l=0

R_cy= -F_a2*d₂/2+F_r2*l_T/2/l=-417,76*184/2+1163,76*170/2/170=356

ΣМ₂=0

-R_Dy*l+F_a2*d₂/2+F_r2*l_T/2=0

R_Dy=F_a2*d₂/2+F_r2*l_T/2/l=417,76*184/2+1163,76*170/2/170=808

Проверка:

R_dy-F_r2+R_cy=0

808-1164+356=0

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси z в характерных сечениях 1…4, Н*м:

М_z1=0

M_z2=0

M_z3=R_zy*l_T/2=356*170/2=30,3

M_z3=R_Dy*l_T/2=808*170/2=68,7

M_z4=0

2. Горизонтальная плоскость: 

а) определяем опорные реакции, Н:

ΣМ₄=0

F_t2*l_T/2+R_cz*l_t+F_M (l_T+l_m)=0

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

32

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

R_cz= -F_t2*l_t/2- F_M (l_t+l_M) / l_T= -1492*170/2- 263,63 (170+70) /170=-1119

ΣM₂=0

-F_t2*l_T/2-R_Dz*l_T+F_M*l_M=0

R_Dz=- F_t2*l_T/2+ F_M*l_M/l_T= -1492*170/2+263,63*70/170=-637

Проверка:

-R_Dz-F_t2-R_cz-F_M=0

637- 1492+1119- 264=0

б) строим эпюру изгибающих моментов относительно оси y в характерных сечениях 1…2, Н*м:

M_y1=0

M_y2=F_M*l_M=263,63*70=18,5

M_y3=F_M* (l_T/2+l_M)+ R_cz*l_T/2=263,63 (170/2+70)- 1119*170/2=-54

M_y3=R_Dz*l_T/2=-637*170/2=-54

M_y4=0

3. Строим эпюру крутящих  моментов, Н*м:

M_k=M_z=F_t2*d₂/2=1492*184/2=137

4. Определяем суммарные  радиальные реакции, Н:

R_c=√R_cz²+R_cy²=√(-1119)²+356²=1174

R_D=√R_Dz²+R_Dy²=√(-637)²+808²=1029

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

М₂=√M_z2²+M_y2²=√0²+18,5²=18,5

M₃=M_y3=-54

Задача 9.

Проверочный расчет подшипников.

Цель:1. Определить эквивалентную  динамическую нагрузку подшипников.

           2. Проверить подшипники на динамическую  грузоподъемность.

           3. Определить расчетную долговечность  подшипников.

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

33

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

Пригодность подшипников:

C_rp≤C_r

Базовая динамическая грузоподъемность подшипника С_r  представляет собой постоянную радиальную нагрузку, которую подшипник может воспринять при базовой долговечности L_10h   составляющий 10⁶    оборотов внутреннего конца.

При определении L_h  следует учесть срок службы (ресурс) проектируемого привода.

Расчетная динамическая грузоподъемность С_rp , Н и базовая долговечность L_10h, ч.

Определяются по формулам:

С_rp=R_e^m√60n L_h/a₁a₂₃*10⁶;

L_loh=a₁a₂₁ 10⁶/60_n(C_r/R_e)^m

где R_e- эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

    m- показатель степени;

    a₁- коэфицент надежности;

    a₂₃-коэфицент, учитывающий влияние качества подшипника и количество его эксплуатации;

    n-частота вращения внутреннего кольца подшипника соответствующего вала, об/мин.

9.1. Определение эквивалентной  динамической нагрузки.

а) определяем коэфицент  влияния осевого нагружения:

        е=0,37

б) определяем осевые составляющие радиальной нагрузки R_s1 , R_s2:

R_s1=0,83*e*R_r1=0,83*0,37*1029=316

R_s2=0,83*e*R_r2=0,83*0,37*1174=360,6

в) определяем осевые нагрузки подшипников R_a2 ,R_a1:

R_a1=R_s1=316

R_a2=R_a1+F_a=316+417,76=734

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

34

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

г) вычисляем отношения  R_a1/V R_r1 и R_a2/V R_r2>e

R_a1/V R_r1=316/1*1174=0,27

R_a2/V R_r2=734/1*1029=0,71

д) по соотношению R_a1/V R_r1<e и R_a2/V R_r2>e выбираем соответствующие формулы:

R_E1=V R_r1*K_δ*K_T=1174*1,1*1=1292

K_δ=1,1

K_T=1

R_E2=(XV R_r2+Y R_a2) K_δ*K_T=(0,4*1*1029+0,9*734)*1,1*1=1186

X=0,4

V=1

Y=1,62/0,45*ctgα=1,62/0,45*сtg14°=1,62/1,8=1,9

е) определяем динамическую грузоподъемность по большему значению эквивалентной нагрузки:

C_rp=R_E1^3,33√60nL_h/а₁*а₂₃*10⁶=1292 ^3,33√60*152*8000/1*0,6*10⁶=6343,72≈6344

n=152об/мин                                                а₁=1

L_h=8*10³                                                          a₂₃=0,6

С_r=35,2кН=35200 Н

С_rp<C_r

Подшипник пригоден.

ж) определяем долговечность  подшипника:

L_10h=a₁*a₂₃*10⁶/60n(C_r/R_E1)^3,33=1*0,6*10⁶/60*152(35200/1292)^3,33=3723501

                             L_10h>L_h

Таблица 9.7. Основные размеры и эксплуатационные характеристики подшипников.

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

35

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

Задача 10

«Разработка чертежа общего вида привода»

Цель:

1. Разработать конструкции  деталей и узлов редуктора  и открытой передачи

2. Скомпоновать детали  и узлы редуктора, открытой  передачи, муфты, двигателя и разработать  чертёж общего вида привода.

Конструктивной разработке и компоновке подлежат : зубчатая (червячная) передача редуктора,  корпус редуктора, быстроходный и тихоходный валы, подшипниковые узлы, элементы открытых передач (шестерни, шкивы, звёздочки), муфтовые соединения, двигатель – всё то, что составляет приводное устройство(привод).

Прежде чем приступить к выполнению чертежа общего вида, нужно выбрать  типовую конструкцию  редуктора и открытой передачи в соответствии с кинематической схемой привода.

10. Конструирование зубчатых (червячных) колёс и червяков.

Колесо зубчатое коническое

Способ получения заготовки  – штамповка.

Обод:

Диаметр:                                               

Толщина:                                

Ширина:                                                    

Ступица:

Внутренний диаметр:                             

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

36

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

                 Наружный диаметр:                   при соединении шпоночном и с натягом.

Толщина:                                                

 Длина:                                               

Диск:

Толщина:                                  

Радиусы закруглений и  уклон:

Отверстия:  -

4.Установка колес на  валах.

а) Сопряжение колес с  валом.

Для передачи вращающего момента  редукторной пары применяют шпоночные  соединения и соединения с натягом. В случае шпоночного соединения можно  применять следующие посадки:

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

37

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

                 для цилиндрических прямозубых колес Н7/р6;

для цилиндрических косозубых  колес Н7/r6.

Посадки с натягом Н7/s6.

Выбираем посадку для  цилиндрических прямозубых колес Н7/р6.

б) Осевое фиксирование колес.

Для обеспечения нормальной работы редуктора зубчатые колеса должны быть установлены на валах без  перекосов. Если ступица колеса имеет  достаточно большую длину (l_ст/d = 1…1,5), то колесо будет сидеть на валу без перекосов. В этом случае достаточно предохранить колесо от осевых перемещений по валу соответствующим осевым фиксированием:

Первый способ: Упором одного из торцов ступицы колеса в буртик, установить распорную втулку между другим торцом ступицы колеса и торцом внутреннего кольца подшипника.

Второй способ: установкой двух распорных втулок между обоими торцами ступицы колеса и торцами внутренних колец подшипников или мазеудерживающих колец.

                 Диаметр второй ступени принимается равным диаметру внутреннего кольца подшипника, выбранного ранее.

Третья ступень вала –  это диаметр под колесо или  шестерню. Имеет шпоночный паз, который  располагают со стороны выходного  конца.

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

38

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата

                 Диаметр третьей ступени определяют в зависимости от диаметра второй ступени. Конструкция третьей ступени вала-шестерни цилиндрической зависит от передаточного числа и межосевого расстояния.

Четвертая ступень аналогична второй, только короче.

10.3 Выбор соединений.

 Применяют шпоночные  соединения и соединения с  натягом. В случае шпоночного  соединения можно применять следующие  посадки: 

для цилиндрических прямозубых колес Н7/р6;

для цилиндрических косозубых  колес Н7/r6.

Посадки с натягом Н7/s6.

10. Конструирование подшипниковых  узлов.

Конструктивное оформление подшипниковых узлов (опор) редуктора  зависит от типа подшипников, схемы  установки, вида зацепления редукторной  пары и способа смазывания подшипников  и узлов.

Типы подшипников выбраны  в задаче 7 и их пригодность проверена  в задаче 9.

Схема 4. Осевое фиксирование вала в двух опорах – врастяжку.

Обе опоры конструируют одинаково, при этом каждый подшипник ограничивает осевое перемещение вала в одном  направлении. Внутреннее кольцо одного подшипника упирают в регулировочную гайку, при этом его посадку для возможности перемещения на валу не ослабляют; внутреннее кольцо другого упирают в буртик третей ступени или торцы других деталей установленных на валу.

КФДГПК.КП.151001.012.ПЗ

Лист

39

     Изм.

       Лист

№  Докум.

Подп.

Дата