Рассчитать и спроектировать одноступенчатый цилиндрический редуктор

                             δ₁=0,02·160+1=4,2 (мм)

Принимаем толщину стенок корпуса δ=8 мм,

 толщину стенок  крышки  δ₁=8 мм.

8.2 Толщину фланцев (поясов) редуктора определим из формул:

верхнего пояса корпуса:

                             b=1,5·δ;                                                                        (43)

пояса крышки:

                             b₁=1,5·δ₁;                                                                      (44)

нижнего пояса редуктора:

                             p=2,35·δ.                                                                        (45)

После подстановки соответственно получим:

                             b=1,5·8=12 (мм)

                             b₁=1,5·8=12 (мм)

                             p=2,35·8=19 (мм)

Принимаем p=20 мм.

 

 

8.3 Определим диаметры болтов:

фундаментальных:

                    d₁=(0,03…0,036)·а_ω+12                                                     (46)         

крепящих крышку к  корпусу у подшипников:

                                 d₂=(0,7…0,75)· d₁;                                                                           (47)

соединяющих крышку с  корпусом:

                                   d₃=(0,5…0,6)· d₁.                                                                              (48)

После подстановки соответственно получим:

                             d₁=(0,03…0,036)·160+12=16,8…17,8(мм)

Принимаем фундаментные болты с резьбой М20.

                             d₂=(0,7…0,75)·20 =14 …15 (мм)

Принимаем болты с  резьбой М16.

                             d₃=(0,5…0,6)· 20 =10…12 (мм)

Принимаем болты с  резьбой М12.

 

Для взаимного фиксирования корпуса и крышки редуктора в  поясе разъема устанавливаются без зазора два конических штифта до расточки гнезд под подшипники.

Для подъема редуктора  и для снятия крышки при разборке на корпусе и крышке делаем приливы с отверстиями.

Для заливки масла  крышке корпуса делается люк, закрываемый крышкой.

Для контроля уровня масла  в картере редуктора и для  слива масла в нижней части  корпуса предусматриваем резьбовые отверстия под контрольную и сливную пробки. Для изоляции подшипников используют глухие и сквозные крышки

 

   8.4 Эскизная компоновка редуктора

 

    Компоновочный  чертеж выполняем на листе формата А1  в одной проекции – разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; масштаб 1:1; чертить тонкими линиями.

    Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную линию, затем две вертикальные – оси валов на расстоянии, а_ω=160 мм.

    По найденным  размерам в пункте №3 и №7 оформляем шестерню и колесо, вычерчиваем их в зацеплении.

    Вычерчиваем внутреннюю стенку корпуса редуктора, приняв зазоры:

    а) между  торцом шестерни и внутренней  стенкой редуктора                        А=1,2·d=1,2·8=9,6мм.

Принимаем А=10 мм.

    б) от окружности  вершин зубьев колеса до внутренней  стенки редуктора   А=d=8 мм.

    в) между  наружным кольцом подшипника  ведущего вала внутренней стенкой  редуктора  А=d=8 мм.

 

        По таблице П3 [2] предварительно  намечаем  радиальные шарикоподшипники; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников dп1=40мм и dп2=55мм.

Характеристики подшипников  представим в виде таблицы:

                    Таблица 2-характеристики подшипников.

 

Условное обозначение  подшипников	d, мм	D, мм	B, мм	C, кН	C0, кН
208	40	80	18	32,0	17,8
111	55	90	18	28,1	17,0

 

    Наносим габариты  подшипников ведущего вала, предварительно  наметив расстояния от торца  подшипника y=10 мм (для размещения мазеудерживающего кольца).

    Замером определим  расстояния: от средней линии  редуктора до средней линии  подшипников ведущего вала l₁=70мм, от средней линии редуктора до средней линии подшипников ведомого вала l₂=70 мм. Примем оканчательно l1= l2=70 мм.

   Между торцами  подшипников и внутренней поверхностью  стенки редуктора вычерчиваем  мазеудерживающие кольца. Их торцы  должны выступать на 2-3 мм. Фиксация мазеудерживающие колец в осевом направлении осуществляется на валах утолщениями вала с одной стороны и торцами подшипников с другой. На ведомом валу одно из мазеудерживающих колец с одной стороны фиксируется распорной втулкой, а не утолщением вала.

    Вчерчиваем  крышки подшипниковых камер с  уплотнительными прокладками.

    Аналогично  конструируем узел ведомого вала, обращая внимание на следующие  особенности:

    а) для фиксации  колеса в осевом направлении  предусматриваем бурт вала с одной стороны и установку распорной втулки с другой.

    б) переход  вала от 55 мм к 60 мм смещаем на 2-3 мм внутрь ступицы колеса, чтобы ступица плотно  упиралась с одной стороны в бурт вала , а с другой в распорную втулку.

 

 

 

9 ПОДБОР ПОДШИПНИКОВ И ПРОВЕРКА ИХ

ДОЛГОВЕЧНОСТИ

 

 

9.1 Ведущий вал (рис.5)

    Из предыдущих  расчетов известно:

а) Силы действующие в  зацеплении:

окружная F_t=3349Н;

радиальная F_r=1250 Н

осевая   F_а=1219 Н

б) первый этап компоновки редуктора дал: l₁=70 мм.

      Определяем консольную силу:   Н,  l_к=80 мм

    Реакции опор (левую опору обозначим индексом  “1”)

 

Рисунок 5- Расчетная схема ведущего вала косозубого редуктора.

9.1.1 В плоскости (рис. 5):

;   ;                (49)

;   .     (50)

9.1.2 В плоскости :

С учётом симметричного  расположения шестерни относительно опор

.                                                     (51)

 

После подстановки получим:

R_x1=R_x2=

= 1674,5 (Н)

R_y2=

  (F_r1l₁-F_a1d₁/2+F_кl_к) = = 825 (Н)

R_y1=

(-F_r1l₁-F_a1d₁/2+F_к(l_к+2l₁) = = 331(Н)

Проверка: R_y1- R_y2 +F_r1 –F_к=331-825+1250-756=0

                             

9.1.3 Суммарные реакции определим по формуле:

                                        P_r1= .  (52)

                                         P_r2= .                  (53)

После подстановки получим:

                             P_r1= ≈ 1707 (Н)

P_r2= ≈ 1867(H).

9.1.4 Намечаем радиальные шарикоподшипники 208: d=40мм; D=80мм; B=18мм; C=32,0 кН; C0=17,8 кН.

 

Эквивалентную нагрузку определим по формуле:

 

                             Р_э=(Х·V∙P_r2+Y∙P_a)К_б∙К_т                                                       (54)

                                                                                                                    

В которой радиальная нагрузка P_r2= 1867Н;

при вращении внутреннего  кольца подшипника коэффициент V=1;

по таблице 9.19 [2] К_б=1,2;

по таблице 9.20. [2] температурный коэффициент К_т=1,05.

        Отношение , этой величине соответствует е=0,27

       Отношение  >е      X=0,56    Y=1,6

 

                   Р_э =(0,56·1∙1867+1,6∙1219) ·1,2·1,05≈3775Н

 

 

 

9.1.5 Определим расчетную долговечность по формуле (55) млн.об., по формуле (56) часов:                 

                              L= ;                                                                (55)

                             L_h= .                                                              (56)

После подстановки получим:

 

                              L= ≈ 609 млн.об.                                                                                                                          

                             L_h= ≈25,4·10³ (часов)

Расчетная долговечность приемлема.            

                            

9.2 Ведомый вал (рис.6)                

                                        

    Ведомый вал  несет такие же нагрузки как  ведущий:  

а) Силы действующие в зацеплении:

окружная F_t=3349Н;

радиальная F_r=1250Н; 

осевая F_а=1219Н

б) первый этап компоновки редуктора дал: l₂=70мм.

Определяем консольную силу:   Н,  l_м=100 мм

Реакции опор (левую опору обозначим индексом 3)

 

 

Рисунок 6 – Расчетная схема подшипников ведомого вала

   9.2.1 В плоскости (рис. 6):

;   ;       (57)

;   .         (58)

    9.2.2 В плоскости :

     С учётом симметричного расположения зубчатого колеса относительно  

     опор

.                                               (59)

    После подстановки получим:

                            R_x3=R_x4= =1674,5 (Н)

                             R_y3= =-413

                              R_y4= =1491

 

Проверка: R_y3+ R_y4 –F_r+F_м= -413+1491–1250+172=0

 

9.2.3 Суммарные реакции определим по формулам

P_r3=                                                      (60)

P_r4=                                                   (61)

После подстановки получим:

                             P_r3= ≈1725(Н)

                        P_r4= ≈2242 (Н)

 

9.2.4 Выбираем подшипники по более нагруженной опоре “4”.

Радиальные шарикоподшипники 111 особолегкой серии: d=55мм; D=90мм; B=18мм; C=28,1 кН; C0=17,0 кН.

Эквивалентную нагрузку определим по формуле(52):

       Р_э=(Х·V∙P_r4+Y∙P_a)К_б∙К_т                                                      

                                           

В которой радиальная нагрузка P_r4= 2242Н;

при вращении внутреннего  кольца подшипника коэффициент V=1;

по таблице 9.19 [2] К_б=1,2;

по таблице 9.20. [2] температурный коэффициент К_т=1,05.

        Отношение , этой величине соответствует е=0,27

       Отношение  >е      X=0,56    Y=1,6

 

                   Р_э =(0,56·1∙2242+1,6∙1219) ·1,2·1,05≈4039Н

9.2.5. Определим расчетную долговечность по формуле (55) млн.об., по

формуле (56) часов.

После подстановки получим:

                             L= ≈ 337 (млн.об.)        

                             L_h= ≈ 70·10³(часов)

Расчетная долговечность приемлема.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 ПОДБОР ШПОНОК И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЕТ

ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

 

 

10.1 Ведущий вал.

    На ведущий  вал установим одну шпонку  для соединения полумуфты с  выходным концом ведущего вала.

    По таблице  8.9 [1] (ГОСТ 23360-78) определим основные размеры шпонки: при диаметре выходного конца вала d_в=30мм и L=60 мм, отношение ширины, высоты и длины шпонки: