Расчет и проектирование редуктора общего назначения, страница 8

Под подшипник

На данном вале установлены врастяжку подшипники 7208, длина этой ступени равна l = 68 мм. При этом обрабатываются только под посадочные места по 22 мм с каждой стороны ступени. Между ними делается обнижение до диаметра d = 38 мм. Переход к обнижению осуществляется с помощью галтелей радиусом r = 1 мм. Сопряжение со следующей ступенью под шестерню осуществляется при помощи канавки с параметрами b = 3 мм; h = 0,25 мм; r = 1 мм.

Под шестерню

Хотя шестерня и выполняется заодно с валом, но оперировать будем здесь теми же терминами, что и для насадной шестерни. Так длина данной ступени соответствует длине ступицы l = 30 мм. Наружный диаметр ступицы равен d = 45 мм, так как в ее торец упирается внутреннее кольцо подшипника. В связи с тем, что наружный диаметр ступицы превышает диаметр впадин зубьев в плоскости большого торца, то в теле ступицы делаются проточки фрезой при нарезке зубьев.

5.2. Тихоходный вал

Вал состоит из 5 ступеней (см. Проектный расчет валов)

Под шестерню открытой передачи

Определяется размерами ступицы открытой передачи. Таким образом, диаметр принимаем d = 40 мм, длину ступени – l = l_ст – 1 мм = 53 мм (здесь l_ст – дина ступицы шестерни открытой передачи). Передачу крутящего момента осуществляем с помощью шпонки 12х8х45 ГОСТ 23360-78. Для этого в валу делается паз длиной 47 мм от края вала. Свободный конец вала притупляется фаской 2х45° мм. Переход к следующей ступени осуществляется с помощью галтели, радиусом r = 2 мм.

Осевая фиксация шестерни осуществляется концевой шайбой 7019–0629 ГОСТ 14734-69.

Под уплотнение крышки и подшипник

Один из подшипников (7209) и уплотнение располагаются на одной ступени тихоходного вала общей длиной l = 60 мм и диаметром d = 45 мм. Длина посадочного места под подшипник составляет 22 мм, остальной участок подвергается дополнительно обработке для установки манжетного уплотнения с пыльником. Сопряжение со следующей ступенью под шестерню осуществляется при помощи канавки с параметрами b = 3 мм; h = 0,25 мм; r = 1 мм.

Под колесо закрытой передачи

Диаметр ступени принимаем, равным d = 50 мм. Длина ступени принимается из компоновочных соображений равной l = 85 мм. Передача крутящего момента с колеса осуществляется соединением шпонкой 12х8х30 ГОСТ 23360-78. Осевая фиксация колеса осуществляется распорными втулками.

Под подшипник

Подшипник 7209 устанавливается на крайнюю ступень со следующими параметрами d = 45 мм, l = 21 мм. Свободный конец вала притупляется фаской 2х45° мм. Сопряжение со следующей ступенью под шестерню осуществляется при помощи канавки с параметрами b = 3 мм; h = 0,25 мм; r = 1 мм.

6. Проверочный расчет валов

6.1. Быстроходный вал

Рассматривая эпюру внутренних силовых факторов, выделим опасные сечения. Ими являются сечения в точках (см. эпюры): M, B и O. Это будут сечения, соответственно: I, II и III.

Сечение I – место установки полумуфты на вал. Нагружено крутящим моментом M^I_кр = 54 Н∙м. Концентратор напряжений – шпонка 10х8х40 ГОСТ 23360-78, выполненная концевой фрезой. Поверхность шлифуют по Ra = 0,8 мкм. Параметры сечения:

!Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле.

!Ошибка в формуле

Сечение II – место установки подшипника на вал 7208. Нагружено изгибающим M^II_изг = 62 Н∙м и крутящим M^II_кр = 54 Н∙м моментами, а также осевой силой F^II_a = 1890 Н. Концентратор напряжений – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника. Поверхность обтачивают по Ra = 0,4 мкм. Параметры сечения:

!Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле

!Ошибка в формуле

Сечение III – выполненная заодно с валом коническая шестерня. Нагружено изгибающим M^III_изг = 38 Н∙м и крутящим M^III_кр = 54 Н∙м моментами, а также

осевой силой F^III_a = 1890 Н. Концентраторы напряжений – эвольвентные зубы. Чистота поверхности соответствует Ra = 0,4 мкм. Параметры сечения:

!Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле; !Ошибка в формуле

δ_j = 1,0; δ_s = 0,975

!Ошибка в формуле

Расчет на статическую прочность

Коэффициент перегрузки при расчете на статическую прочность K_П = 2,2. Минимально допустимый коэффициент запаса прочности по пределу текучести равен [S_Т] = 2,0.

Вычислим нормальные и касательные напряжения, а также значение общего коэффициента запаса прочности по пределу текучести в каждом из опасных сечений.

!Ошибка в формуле

S_Tσ = σ_T/σ; S_Tτ = τ_T/τ

Сечение I.

!Ошибка в формуле

Сечение II.