Сборка редуктора

 

Зміст

 

          1 Завдання

2 Складання                                                                                                

2.1 Аналіз конструкції                                                                                 

2.2 Розробка технологічної схеми складання                                               

2.3 Розрахунки. Контроль складання                                                               

2.3.1 Розрахунок зусиль попереднього затягування фундаментних

болтів. Методи контролю затягування.                                                     

2.3.2 Розрахунок сполучення                                                                      

2.3.3 Розрахунок зазорів плавання підшипників кочення           

2.3.4 Контроль складання

          3 Змащення                                                                                              

          Література

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Завдання

 

Вихідні данні:

 

1. Потужність двигуна – N_дв= 22 кВт.
2. Частота обертання – n_дв= 1000 об/хв.

 

Визначити:

 

1. Зусилля попереднього затягування;
2. Виконати контроль зусилля попереднього затягування трьома способами;
3. Розрахувати сполучення  Ø 160 ;
4. Розрахувати зазори плавання;

 

2.Складання

 

1.  Аналіз конструкції

 

         Базовою складальною одиницею в розглядаємій конструкції являється редуктор (Рис. 1. Креслення редуктора).

         Редуктор  складається з:

         Основа  корпусу  1, в яку встановлюють наступні складальні одиниці:

–  вал тихохідний в зборі. Складається  з наступних деталей: вал - базова деталь 3; шпонка 46; колесо зубчасте 6; дистанційна втулка 16; підшипники 38; кришка підшипника наскрізна в зборі, яка складається з: кришка підшипника наскрізна - базова деталь 12, ущільнення 35; шпонка 45. Після установки тихохідного валу встановлюють глуху кришку 9 в основу корпусу і встановлюється проміжний вал в зборі.

– вал в зборі, складається з: вал - базова деталь 4; шпонки 44;47; колеса зубчасті 7;8; кільце дистанційне 17; підшипники 37. Встановлюють в основу корпуса кришки підшипників глухі 10.

– вал швидкохідний в зборі складається  з: вал шестерня-базова деталь(5); підшипники 36; шайба упорна 27, шайби 39; болти 28; втулка 15; прокладення 23; кришка підшипника в зборі складається з: кришка підшипника наскрізна 13, ущільнення 34; шайба прижимна 26, шайби 39; болти 30; шпонка 43.

– пробка в зборі складається  з: пробка 20; прокладення 21.

– масловказівник 18;

     Кришка корпусу складається  з корпусу, в який встановлюють:

     - віддушина в зборі  складається з: кришка 14; віддушина 19; прокладення 22; шайби 40; болти 31.

Основу корпусу і кришку корпусу  центрують за допомогою двох штифтів 48, потім закріплюють основу 1 і кришку 2 за допомогою болтів 32;33.

 

2.2 Розробка технологічної схеми складання

 

Технологічна схема складання приведена на рис. 2.

 

2.3 Розрахунки. Контроль складання

 

2.3.1 Розрахунок зусиль попереднього затягування фундаментних

болтів. Методи контролю затягування.

 

Потужність редуктора  – N=22 кВт.

Частота обертання  – n=1000 об/хв

Кутова швидкість

     (1.1)

де  - частота обертання, об/хв.

Визначаємо кутову швидкість

 рад/с.

Момент ведучого валу

     (1.2)

де,  - потужність електродвигуна, Вт.

 Н·м.

 

Момент тихохідного валу

    (1.3)

де  - передаточне відношення першої ступені;

- передаточне відношення другої ступені;

- ККД зубчатого зачеплення, ;

- ККД пари підшипників кочення,  ;

- число пар підшипників, .

 Н·м.

Розрахунковий перекидаючий момент

              (1.4)

 Н·м.

Розрахункове вертикальне навантаження

    (1.5)

де  - вертикальне навантаження, що діє на машину;

- вага агрегату;

- кількість фундаментних болтів;

- відстань від осі повороту  машини при перекиданні до  найбільш віддаленого болта в  розтягнутій зоні стику, мм;

- відстань до осі повороту  до і - го болта в розтягнутій зоні стику, мм.

 Н.

Податливість болта

    (1.6)

де  - довжина болта яка деформується, м;

- модуль пружності матеріалу  болта,  Па;

- площа поперечного перерізу  болта,  м².

 м/Н.

Податливість проміжних деталей

 (1.7)

де  - діаметр отвору в проміжній деталі, м;

- модуль пружності матеріалу  проміжної групи,  Па;

- кут конуса, ;

- діаметр описаного кола гайки, м.

 м/Н.

З умови нерозкриття стику величина попереднього затягування

      (1.8)

де  - коефіцієнт затягування, ;

- коефіцієнт основного навантаження.

;                 (1.9)

.

 кН.

 

Перевіряємо величину попереднього затягування  методом подовження болта

;    (1.10)

 м мкм.

Перевіряємо величину попереднього затягування  методом вимірювання кута повороту гайки

    (1.11)

де  - крок різьби гайки, м.

˚.

Перевіряємо величину попереднього затягування по крутному моменту

     (1.12)

де  - врівноважуючий момент опору між гайкою і опорною поверхнею проміжної деталі;

- момент опору в різьбленні.

     (1.13)

де  - коефіцієнт тертя на торці гайки, ;

- середній радіус опорної  поверхні, м;

 Н·м.

    (1.14)

де  - середній діаметр різьблення, м;

- кут підйому гвинтової лінії.

;     (1.15)

.

- кут тертя в різьбі.

     (1.16)

де  - коефіцієнт тертя, ;

- кут профілю різьби, .

.

 Н·м.

 Н·м.

 

2.3.2 Розрахунок сполучення валу і ступиці

 

- коефіцієнт Ляме для охоплюваної деталі.

    (1.17)

де  - діаметр отвору. Для суцільного валу ;

- коефіцієнт Пуассона для  матеріалу охоплюваної деталі, .

Визначимо коефіцієнт Ляме для охоплюваної деталі

.

- коефіцієнт Ляме для охоплюючої  деталі.

    (1.18)

де  - зовнішній діаметр ступиці, м;

- коефіцієнт Пуассона для  матеріалу охоплюваної деталі, .

Визначимо коефіцієнт Ляме для охоплюючої деталі

.

       Визначимо питомий тиск на контактній поверхні:

       МПа.    (1.19)

        Для посадки з натягом H7/r6 поля допусків в системі отвору, відповідно для валу і отвору [1]:

i_d= мкм= мм – верхній і нижній допуски для валу;

i_D= мкм= мм – верхній і нижній поля допусків для отвору маточини.       

        Визначимо  зусилля запресовки

                                                                                  (1.20)

МН =3,37·10⁶ Н;

де  f_З – опору при запресовці рівний 0.3.0.5 [2];

l=105 мм – довжина сполучаємої поверхні (маточини).

        Визначимо  температуру охолодження охоплюваної  деталі (валу) :

 ⁰С;                       (1.21)

де k_M – коефіцієнт,  враховуючий умови монтажу і конструктивні особливості деталі. При нагріві деталі дорівнює 3.2, а при охолоджені 1.5…2. [2];

α=10…13·10^{-6 0}С^-1 – коефіцієнт лінійного розширення, для сталі [3].

 

        Визначимо  температуру нагріву охоплюєчої  деталі (маточини):

 ⁰С.

 

2.3.3 Розрахунок зазорів плавання підшипників кочення.

 

         Роликопідшипник  радіальний сферичний дворядний  3528.

T_b=105⁰C – температура валу, при експлуатації редуктора;

T_К=60⁰C – температура корпусу, при експлуатації редуктора.

        Визначимо  величину подовження (розширення) валу  і корпуса після нагріву:

Валу:

      мм,              (1.22)

подовження валу складе 0,522мм;

де L=452мм – відстань між центрами підшипників;

       α_В – коефіцієнт лінійного розширення для валу.

Корпусу:

      мм,            (1.23)

корпус розширюється на 0,271 мм.

де α_К – коефіцієнт лінійного розширення для матеріалу корпусу.

        Визначаю мінімальну  величину зазору плавання:

                 мм.                        (1.24)

         Визначимо  максимальну величину зазору:

      мм.                      (1.25)

де  – допуск, що враховує можливість неточності при виготовленні валу і монтажі підшипника.

        Регулювання  проміжків здійснюється таким  чином: одну з опор фіксують в корпусі, а другу роблять плаваючою, що дає валу можливість зміщуватися.

 

4. Контроль складання

 

1. МАСТИЛО

 

Вибір мастила

         Визначимо умовну в'язкість масла для зубчастого зачеплення при температурі:

;                                    (2.1)

де m=1.6 – коефіцієнт залежний від окружної швидкості ;

 

       Визначаю кутову  швидкість на тихохідному валу  редуктора :

с^-1                                                                (2.2)

 м/с – окружна швидкість <ν=10м/с;             (2.3)

 мм – діаметр зубчастого  колеса;               (2.4)

 Н/см – тиск на одиницю довжини зуба,           (2.5)

 =68,631 кгс/см;

де l – ширина зуба 18 см.

Приймаю мастило: масло Індустріальне  И-5А ГОСТ 20799 - 88 з в'язкістю ВУ=6…8, оскільки 6…8>5,49; коксованість 0.15%;  температура спалаху 140⁰ С; температура застигання -18⁰ С.

Підшипники редуктора змащуються з картера в результаті розбризкування масла колесами, утворення масляного туману і розтікання масла по валах. Для вільного проникнення масла порожнина підшипника має бути відкритою всередину корпусу.

        Кількість тепла, що виділяється в зачеплені:

                                               (2.6)

де N_i – передавана потужність в I - тому вузлі;

η_i – КПД в I – том вузлі.

 ККД зубчастого зачеплення - 0.98; підшипникової пари - 0,99.

        Кількість тепла, яке може бути відведене в навколишній простір через стінки корпусу і кришку:

                                                         (2.7)

 ккал/хв

де Т₂, Т₁ – температура довкілля і робоча температура масла;