Машиностроение \ Детали машин

Расчет и проектирование редуктора общего назначения, страница 10

!Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле

!Ошибка в формуле

Влияние чистоты поверхности KFτ = 0,92.

Влияние концентраторов напряжений Kτ =2,05.

Влияние абсолютных размеров Kdτ =0,73

Влияние поверхностного упрочнения KV = 1.

Таким образом

!Ошибка в формуле

Поэтому

!Ошибка в формуле

!Ошибка в формуле

В данном случае, коэффициент запаса будет равен:

!Ошибка в формуле

Сопротивление усталости вала обеспечено: во всех опасных сечениях S > [S] = 2,0.

7. Проверочный расчет шпонок

Призматические шпонки проверяются на смятие по условию прочности:

!Ошибка в формуле,

где       Ft           –  окружная сила, Н;

            [σсм]       –  допускаемое напряжение на смятие, Н/мм2;

            Aсм         –  площадь смятия, мм2;

!Ошибка в формуле.

Здесь   lp           –  расчетная длина шпонки (без скругленных концов), мм;

            h, t1        –  стандартные размеры шпонки (см. ГОСТ 23360-78).

Принимаем для всех шпонок одинаковое значение допускаемого напряжения на смятие [σсм] = 55 Н/мм2.

7.1. Быстроходный вал

Шпонка 10х8х40 ГОСТ 23360-78 под полумуфту

Осевая сила определяется вращающим моментом T0 =54 Н∙м и диаметром ступени вала d = 32 мм: !Ошибка в формуле, !Ошибка в формуле.

Для определения площади смятия используем данные: h = 8 мм, t1 = 5 мм, lp = l – b = 40 мм – 10 мм = 30 мм (b = 10 мм).

!Ошибка в формуле

!Ошибка в формуле

7.2. Тихоходный вал

Шпонка 12х8х45 ГОСТ 23360-78 под шестерню открытой передачи

Осевая сила определяется из расчета открытой передачи Ft = 3410 Н.

Для определения площади смятия используем данные: h = 8 мм, t1 = 5 мм, lp = l – b = 45 мм – 12 мм = 33 мм (b = 12 мм).

!Ошибка в формуле

!Ошибка в формуле

Шпонка 12х8х30 ГОСТ 23360-78 под колесо закрытой передачи

Осевая сила определяется из расчета закрытой передачи Ft = 2410 Н.

Для определения площади смятия используем данные: h = 8 мм, t1 = 5 мм, lp = l – b = 30 мм – 12 мм = 18 мм (b = 12 мм).

!Ошибка в формуле

!Ошибка в формуле

Для всех шпонок соблюдается условие прочности.

8. Конструирование насадных зубчатых колес

Так как редуктор предполагается в единственном экземпляре и среднего качества, то проектируем зубчатые колеса с расчетом на минимальную точную обработку. Изготовление предполагается свободной ковкой с последующей токарной обработкой.

8.1. Колесо закрытой передачи

Ступица колеса выполняется под диаметр вала dв = 50 мм. Наружный диаметр ступицы dст = 1,5∙dв, dст = 1,5 ∙ 50 мм = 75 мм. Длину ступицы принимаем

lст = 0,9∙dв, lст = 0,9 ∙ 50 мм = 45 мм. Внутри выполняем паз под шпонку 12х8х30 ГОСТ 23360-78. Кроту ступицы притупляются фасками: внутри – 2х45° мм, снаружи – 4х45° мм.

Диск колеса выполняется толщиной С ≈ 0,5·(2,5∙mte + 0,5∙( dст – dв)) + 1 мм.
С ≈ 0,5·(2,5 ∙ 2,35 мм + 0,5∙(75 мм – 50 мм)) + 1 мм ≈ 11 мм, принимаем C = 13 мм. Переход от ступицы к ободу происходит с помощью галтелей радиусом r = 4 мм.

Зубчатый венец выполняем на ободе толщиной S ≈ 2,5∙mte + 2 мм,
S ≈ 2,5 ∙ 2,35 мм + 2 мм = 12 мм. Переход от обода к диску осуществляется с помощью галтели радиусом r = 2 мм. Для установки заготовки при нарезании зубьев, используют торец зубчатого колеса шириной b ≈ S, b = 8,5 мм. Внешние углы зубьев притупляют фаской f ≈ 0,5∙ mte , f ≈ 0,5 ∙ 2,35 мм = 1,5 мм.

8.2. Шестерня открытой передачи

В связи с небольшими размерами шестерни, выполняем ее без ступицы и обода. Таким образом, габаритные размеры шестерни будут: 54х114 мм, что соответствует ширине венца и диаметру вершин зубьев. Шестерня насаживается на ступень вала, диаметром d = 40 мм. Края посадочного отверстия срезаются фасками 1,6х45° мм. На торцах зубчатого венца выполняем фаски
f = 0,5∙m = 0,5 ∙ 3 мм = 1,5х45° мм. В посадочном отверстии выполняем паз под шпонку 12х8х45 ГОСТ 23360-78.

9. Конструирование корпуса

Корпус редуктора разъемный, состоит из крышки и основания. Форма корпуса – прямоугольная, с гладкими наружными стенками. Изготавливается корпус литьем с чугуна СЧ15

Определяем толщину стенок редуктора δ в миллиметрах по формуле:

δ = 1,3·≥ 6 мм,

где   Т2 – вращающий момент на тихоходном валу, Н·м закрытой передачи

δ = 1,3· = 4,86.

Принимаем δ ≥ 6 мм.

Габаритные размеры определяются в процессе компоновки редуктора в зависимости от размеров расположенной в корпусе редукторной пары и кинематической схемы редуктора. Также на габариты корпуса редуктора влияет потребное количество масла для смазывания зацепления. Так как смазка происходит картерным способом разбрызгиванием, то потребный объем найдем по формуле

W = (0,4…0,8) ∙ Pдв

W = 0,65 ∙ 4,0 кВт = 2,6 л

Масло идет только на смазку зацепления и попадание его в подшипниковые узлы не допускается. В подшипниках используют пластичную смазку типа консталин жировой УТ-1 ГОСТ 1957-73.

Для смазки применяем индустриальное масло типа И-Г-А-46 ГОСТ 17479.4-87. Уровень масла должен быть таким, чтобы полностью был погружен зуб конической шестерни. Для контроля уровня масла используем щуп, установленный в верхней части крышки. Там же установлена пробка-отдушина. Слив масла из корпуса осуществляется при помощи конической пробки, установленной в днище корпуса.

Крышка корпуса соединяется с основанием фланцевым соединением при помощи 6 винтов М10х20 с цилиндрической головкой. Соединительная поверхность на крышке выполняется по периметру постоянной ширины 23 мм, толщина фланца – 10 мм. На основании – основная ширина равна толщине стенки, а в местах установки винтов делаются бобышки, диаметром 23 мм и высотой 26 мм.

Подшипниковые узлы располагаю в бобышках основания корпуса и крышки. Подшипники на быстроходном валу устанавливаются в корпус посредством стакана. Подшипники тихоходного вала устанавливаются непосредственно в корпус. Привод работает в режиме мало меняющейся нагрузки, поэтому поле допуска вала для внутреннего кольца подшипника при циркуляционном нагружении – k6; поле допуска отверстия для наружного кольца подшипников при местном нагружении – Н7

Скачать файл