Расчёт двухступенчатого редуктора

5.Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка  с учетом изменения внешней  нагрузки привода :

P_{r ср}=P_r·k=908.4·0.8066=732 H (где k=k_HE^(1/3,33)=0,8066 п. 3.2)

6.Долговечность  подшипника

 

L_h (см.п.3.2).

7.Расчетная  динамическая радиальная грузоподъемность

 

где n=945 – частота вращения вала;

       p=3.33 – коэффициент для роликоподшипников

 

Долговечность удовлетворяет ресурсу привода.

 

Вал №2

 

Исходные  данные:

 H  H, H (пункт 5)

  H H  (пункт 6)

; e=0.37([1] Выбор подшипников)

1. Рассчитываем  осевые составляющие от радиальных  нагрузок в опорах:

F_{ос A}=0.83·e·R_a= 0.83·0.37·1200 =360 H

F_{ос B}=0.83·e·R_b=0.83·0.37·2241 =672 H

2. Величина  и направление результирующей  осевой силы:

 è

  Н и направлена от А к  Б

Осевые  нагрузки опор, с учетом осевой силы:

   

3. Для каждой  опоры определяем соотношения:

 

 

4. Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка:

  

  

где k_д=1.2 – коэффициент, учитывающий динамичность внешней нагрузки (табл.7.5.3)

k_т =1 - коэффициент, учитывающий влияние температуры подшипникового узла (табл.7.5.4)

Дальнейший  расчет ведем по P_rB =P_r=889.2 Н

5.Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка  с учетом изменения внешней  нагрузки привода :

P_{r ср}=P_r·k=889.2·0.8066=717 H (где k=k_HE^(1/3,33)=0,8066 п. 3.2)

6.Долговечность  подшипника

 

L_h (см.п.3.2).

7.Расчетная  динамическая радиальная грузоподъемность

 

где n=210 – частота вращения вала;

       p=3.33 – коэффициент для роликоподшипников

Долговечность удовлетворяет ресурсу привода.

 

Вал №3

 

Исходные  данные:

 H  H, H (пункт 5)

  H H  (пункт 6)

; e=0.37([1] Выбор подшипников)

1. Рассчитываем  осевые составляющие от радиальных  нагрузок в опорах:

F_{ос A}=0.83·e·R_a= 0.83·0.37·3245.6 =973.5H

F_{ос B}=0.83·e·R_b=0.83·0.37·6100 =1830 H

2. Величина  и направление результирующей  осевой силы:

 è

  Н и направлена от А к  Б

Осевые  нагрузки опор, с учетом осевой силы:

   

3. Для каждой  опоры определяем соотношения:

 

 

4. Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка:

  

  

где k_д=1.2 – коэффициент, учитывающий динамичность внешней нагрузки (табл.7.5.3)

k_т =1 - коэффициент, учитывающий влияние температуры подшипникового узла (табл.7.5.4)

Дальнейший  расчет ведем по P_rB =P_r=7320 Н

5.Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка  с учетом изменения внешней  нагрузки привода :

P_{r ср}=P_r·k=7320·0.8066=5904 H (где k=k_HE^(1/3,33)=0,8066 п. 3.2)

6.Долговечность  подшипника

 

L_h (см.п.3.2).

7.Расчетная  динамическая радиальная грузоподъемность

 

где n=59.2 – частота вращения вала;

       p=3.33 – коэффициент для роликоподшипников

Долговечность удовлетворяет ресурсу привода.

 

Вал №4

 

Исходные  данные:

 H  H, H (пункт 5)

  H H  (пункт 6)

; e=0.34([1] Выбор подшипников)

1. Рассчитываем  осевые составляющие от радиальных  нагрузок в опорах:

F_{ос A}=0.83·e·R_a= 0.83·0.34·2977 =840.1H

F_{ос B}=0.83·e·R_b=0.83·0.34·5926 =1672 H

2. Величина  и направление результирующей  осевой силы:

 è

  Н и направлена от А к  Б

Осевые  нагрузки опор, с учетом осевой силы:

   

3. Для каждой  опоры определяем соотношения:

 

 

4. Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка:

  

  

где k_д=1.2 – коэффициент, учитывающий динамичность внешней нагрузки (табл.7.5.3)

k_т =1 - коэффициент, учитывающий влияние температуры подшипникового узла (табл.7.5.4)

Дальнейший  расчет ведем по P_rB =P_r=7596 Н

5.Эквивалентная  динамическая радиальная нагрузка  с учетом изменения внешней  нагрузки привода :

P_{r ср}=P_r·k=7596·0.8066=6127 H (где k=k_HE^(1/3,33)=0,8066 п. 3.2)

6.Долговечность  подшипника

 

L_h (см.п.3.2).

7.Расчетная  динамическая радиальная грузоподъемность

 

где n=18.8 – частота вращения вала;

       p=3.33 – коэффициент для роликоподшипников

Долговечность удовлетворяет ресурсу привода.

 

 

8 Подбор и предварительный  расчет шпоночных и шлицевых  соединений

 

 Выбор  материала и методика расчета

Для закрепления на валах колес, муфты  и шкива применены призматические шпонки, выполненные по ГОСТ 23360 /СТ СЭВ 189-75/. Материал шпонок - чистотянутая сталь 45 для шпонок с пределом прочности  .

Так как высота и ширина призматических шпонок выбираются по стандартам, расчет сводится к проверке размеров по допускаемым  напряжениям при принятой длине  или на основании допускаемых  напряжений находится ее длина.

 

Расчет  шпонок

Рабочая длина шпонки определяется по формуле [14, с. 172]:

где T - наибольший крутящий момент на валу, Нм;

d - диаметр вала, мм

h - высота шпонки, мм

t₁ - заглубление шпонки в валу, мм.

Шпонка  под муфту.

Выбираем  шпонку для диаметра 20 мм с крутящим моментом T=15.16 Нм для которой b=6 мм, h=6 мм, t₁=3,5 мм. Определяем минимальную длину:

 

Принимаем Шпонка 6´6´40 ГОСТ 23360-78.

Шпонка  под колесо.

Выбираем  шпонку для диаметра 32 мм с крутящим моментом T=65.51 Нм для которой b=10 мм, h=8 мм, t₁=5 мм. Определяем минимальную длину:

 

Принимаем Шпонка 10´8´40 ГОСТ 23360-78.

Шпонка  под колесо.

Выбираем  шпонку для диаметра 37 мм с крутящим моментом T=223.3 Нм для которой b=10 мм, h=8 мм, t₁=5 мм. Определяем минимальную длину:

 

Принимаем Шпонка 10´8´45 ГОСТ 23360-78.

 

 

 

Шпонка  под колесо.

Выбираем  шпонку для диаметра 57 мм с крутящим моментом T=673.2 Нм для которой b=16 мм, h=10 мм, t₁=6 мм. Определяем минимальную длину:

 

Принимаем Шпонка 16´10´80 ГОСТ 23360-78.

Шпонка  под муфту.

Выбираем  шпонку для диаметра 50 мм с крутящим моментом T=673.2 Нм для которой b=14 мм, h=9 мм, t₁=5,5 мм. Определяем минимальную длину:

 

Принимаем Шпонка 16´10´76 ГОСТ 23360-78.

 

9 Назначение посадок, шероховатости  поверхности, выбор степени точности  и назначение допусков формы  и расположения поверхностей

 

Единая  система допусков и посадок –  ЕСДП регламентирована стандартами  СЭВ и в основном соответствует  требованиям Международной организации  по стандартизации – ИСО.

Посадки основных деталей передач.

      - зубчатые колеса  на валы при тяжелых ударных  нагрузках.

      - зубчатые колеса  и зубчатые муфты на валы.

- зубчатые колеса при частом  демонтаже; шестерни на валах   электродвигателей; муфты; мазеудерживающие  кольца.

- стаканы под подшипники качения  в корпус; распорные втулки.

    -         муфты при тяжелых ударных нагрузках.

    -         распорные кольца; сальники.

Отклонение  вала k6 – внутренние кольца подшипников на валы.

Отклонение  отверстия H7 – наружные кольца подшипников качения в корпусе.

Примечание: Для подшипников качения указаны отклонения валов и отверстий, а не обозначение полей допусков соединений, потому что подшипники являются готовыми изделиями, идущими на сборку без

Назначение  параметров шероховатости поверхностей деталей машин.

- Поверхности отверстий из-под  сверла, зенковок, фасок. Нерабочие  поверхности. Посадочные нетрущиеся  поверхности изделий не выше 12-го  квалитета.

- Точно прилегающие поверхности.  Отверстия после черновой развертки.  Поверхности под шабрение. Посадочные  нетрущиеся поверхности изделий  не выше 8-го квалитета.

- Отверстия в неподвижных соединениях  всех квалитетов точности. Отверстия  в трущихся соединениях 11-го  и 12-го квалитетов. Боковые поверхности  зубьев зубчатых колес 8-й и  9-й степени точности.

- Отверстия в трущихся соединениях  6-8-го квалитетов. Отверстия под  подшипники качения. Поверхности  валов в трущихся соединениях  11-го и 12-го квалитетов. Боковые  поверхности зубьев зубчатых  колес 7-й степени точности.

- Поверхности валов в трущихся  соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых  колес 7-й и 6-й степеней точности.

- Поверхности валов в трущихся  соединениях 6-го и 7-го квалитетов. Боковые поверхности зубьев зубчатых  колес 7-й и 6-й степеней точности  для более ответственных поверхностей. Поверхности валов под подшипники  качения.

- Весьма ответственные трущиеся  поверхности валов либо других  охватываемых деталей.

 

10 Определение размеров  корпусных деталей

 

 

Корпус  редуктора выполняем литым из чугуна марки СЧ 15 ГОСТ 1412-79.

Для удобства сборки корпус выполняем разборным. Плоскость разъема проходит через  оси валов, что позволяет использовать глухие крышки для подшипников. Плоскость  разъема для удобства обработки  располагаем параллельно плоскости  основания. Верхнюю поверхность  крышки, служащую технологической базой  для обработки плоскости разъем, также выполняем горизонтальной.

Для соединения корпуса и крышки коробки  по всему контуру плоскости разъема  выполняем фланцы. Фланцы объединены с приливами для подшипников.

Размеры корпуса определяем по методике [1], стр.54

Для цилиндрического редуктора толщина  стенки:

  мм; по литейным требованиям  принимаем 8 мм 

Радиальный  зазор от поверхности вершин зубьев до внутренней поверхности стенки редуктора   мм. Принимаем с₅=10 мм

Радиальный  зазор от поверхности вершин зубьев до внутренней нижней поверхности стенки редуктора 

Расстояние  от внутренней поверхности стенки редуктора  до боковой поверхности вращающейся  части 

Для соединения крышки с корпусом используются болты с наружной шестигранной головкой, диаметр которых определяется по формуле:

 

принимаем болт М10. Расстояния между соседними  болтами .

Для соединения корпуса с крышкой  в районе подшипниковых узлов  используются болты   Принимаем болт М12

Ширина  фланца по периметру определяется по формуле

 

где , x=(2-3)мм (табл.11.2.2[1])

Расстояние  от стенки до оси болта С₃=15 мм

Ширина  фланца в районе бобышек определяется по формуле

 

где , x=(2-3)мм (табл.11.2.2[1])

Расстояние  от стенки до оси болта С₂=17 мм

Толщина фланца: фундаментного  принимаем 20мм

корпуса  

Для предотвращения взаимного смещения корпусных деталей при растачивании отверстий под подшипники и обеспечения  точного расположения их при повторных  сборках, крышку фиксируем относительно корпуса двумя коническими штифтами.

 

Фундаментный  фланец коробка крепится к раме четырьмя болтами  с шестигранной головкой. Принимаем болты М20

Ширина  фундаментного фланца

 

где , x=(2-3)мм (табл.11.2.2[1])

Расстояние  от стенки до оси болта С₁=26 мм

 

11 Описание сборки

 

В отлитом корпусе просверливают  отверстия под болты для крышек и для крепления крышки корпуса  к основанию. Также сверлят отверстия  под центрирующие штифты.

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

Собранные валы укладывают в основание корпуса  редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности  стыка крышки и корпуса спиртовым  лаком. Для центровки устанавливают  крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу, ставят крышки подшипников с комплектом металлических  прокладок для регулировки.

Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки руками.

Далее на свободные концы валов устанавливают  муфты и закрепляют их.

Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия  с прокладкой и жезловый указатель.

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

Собранную коробку передач обкатывают и  подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями. 

12 Литература

 

1. Детали машин. Проектирование: Учебное пособие/Л.В.Курмаз, А.Т.Скойбеда – Минск: УП«Технопринт», 2001г. – 290с.
2. Свирщевский Ю.Н., Макейчик Н.Н. С24 Расчет и конструирование коробок скоростей и подач, Мн.: «Вышэйшая школа» 1976г. – 592с., с ил.
3. Иванов М.Н. И20 Детали машин: Учебник для машиностроительных специальностей ВУЗов – 4-е изд., перераб. – М.: «Высшая школа» 1981г., 432с. – ил.
4. Детали машин в примерах и задачах/Под общ. ред. С.Н. Ничипорчика. - 2-е изд. -  Мн.: Вышэйшая школа, 1981. - 432 с.
5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. - 6-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1982. -Т.2. -584 с.; Т.3. - 576 с. Детали машин: Атлас конструкций/Под ред Д.Н. Решетова. - М.: Машиностроение, 1979. - 367 с.
6. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие/А.В. Кузьмин, Н.Н. Макейчик, В.Ф. Калачев и др. - Мн.: Вышэйшая школа, 1982. - Ч.1. - 208 с.; Ч.2. -334 с.
7. Кузьмин А.В. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие/А.В. Кузьмин и др. - Мн.: Вышэйшая школа, 1982. - Ч.1. - 208 с.; Ч.2. - 334 с.