Расчет одноступенчатого цилиндрического редуктора. Кинематический расчет привода и выбор электродвигателя. Расчет цилиндрической зубчатой передачи

Определение диаметров ведущего вала и предварительный подбор подшипников

Рисунок 1 – Эскиз ведущего вала.

d₁ – диаметр выходного конца вала, мм,

d_n – диаметр под подшипник, мм,

d_бп – диаметр буртика для упора подшипников.

Диаметр выходного конца вала определяем по формуле [2,c.5]

Где  - крутящий момент на ведущем валу, ,

Принимаем                                                                    [2,с.5]

Диаметр вала под подшипник определяем по формуле [2,c.5]:

 где t – высота буртика, мм.,

                                                                                                        [2,c.5,T1.2]

Округляем до ближайшего стандартного значения

Диаметр буртика для упора подшипников определяем по формуле [2,c.5]:

 где r – радиус галтели вала, мм,

r = 1,6мм                                                                                                       [2,c.5,Т1.2]

Принимаем                                                                             [1,c.290,Т18.1]

Назначаем радиальный шариковый подшипник № 306:

Обозначение подшипника	Внутренний диаметр подшипника	Наружный диаметр подшипника	Ширина подшипника В(Т), мм	Динамическая грузоподъемность С, кН	Статистическая грузоподъемность
№ 306	30	72	19	22	15,1

3.3 Определение диаметров ведомого вала и предварительный подбор подшипников

Рисунок 2 – Эскиз ведомого вала.

d2 – диаметр выходного конца вала, мм,

dk – диаметр под зубчатое колесо, мм,

dбk – диаметр буртика для упора колеса.

Диаметр выходного конца вала определяем по формуле [2,c.7]

Где  - крутящий момент на ведомом валу, ,

Принимаем                                                                    [2,с.5]

Диаметр вала под подшипник определяем по формуле [2,c.7]:

 где t – высота буртика, мм.,

                                                                                                     [2,c.5,T1.2]

Округляем до ближайшего стандартного значения

Диаметр буртика для упора подшипников определяем по формуле [2,c.7]:

 где r – радиус галтели вала, мм,

r = 2,5мм [2,c.5,Т1.2]

Принимаем                                                                             [1,c.290,Т18.1]

Диаметр вала посадочного места колеса определяют по формуле [2,c.7]:

Полученный размер округляем до ближайшего большего значения

Диаметр буртика для упора колеса определяют по соотношению [2,c.7]:

 где - размер фаски колеса

                                                                                                    [2,c.5,T1.2]

Полученный размер округляем до ближайшего большего значения

Назначаем радиальный шариковый подшипник № 209:

Обозначение подшипника	Внутренний диаметр подшипника	Наружный диаметр подшипника	Ширина подшипника В(Т), мм	Динамическая грузоподъемность С, кН	Статистическая грузоподъемность
№ 209	45	85	19	25,7	18,1

4.  Проектный расчет валов цилиндрической зубчатой передачи

Необходимые размеры элементов цилиндрического одноступенчатого редуктора для первого этапа его компоновки (рис.1), мм.

Наименование элемента		Формула расчета	Результаты расчета
Толщина стенки основания корпуса			6
Зазор между торцом шестерни (вдоль оси) и стенкой корпуса			5
Зазор между зубьями колеса в радиальном направлении и стенкой корпуса			7
Зазор между внутренней стенкой корпуса и подшипником			3
Расстояние от наружного диаметра подшипника ведущего вала до внутренней стенки корпуса редуктора			20
Диаметр болтов	Фундаментных		12
	Стяжных		10
	Фланцевых		8
Ширина фланца разъема корпуса			34
Длина гнезда под подшипник			38
Толщина прокладок			2
Толщина фланца крышки			10
Зазор между крышкой подшипника и муфтой			12
Зазор между ступицей звездочки (муфты) и крышкой подшипника			12
Расстояние между опорами ведущего вала			95
Расстояние между опорами ведомого вала			95
Ширина подшипника ведущего вала			19
Ширина подшипника ведомого вала			19
Расстояние между точками приложения консольной силы и реакцией смежной опоры подшипника			70
			62
			62
Длина конца вала под муфту			42
Длина полумуфты			44
Длина ступицы шкива временной передачи			34
Длина конца вала под звездочку цепной передачи			54
Длина ступицы звездочки			56

5.  Проектный расчет валов цилиндрической зубчатой передачи

5.1 Составление расчетной схемы и усилий в цилиндрической зубчатой передаче

Усилия, действующие в передаче, Н

Наименование усилия	Расчетная формула	Результаты расчета
Окружное		2460
Радиальное		895

Сила давления на вал от неуравновешенной окружной силы муфты [2,c.10]:

 - для ведущего вала;

 - для ведомого вала зубчатых механизмов;

Где Т – крутящий момент на валу муфты, [Нм];

Радиальная нагрузка, действующая на вал от цепной передачи [2,c.13]:

 ,  - нагрузка от провисания цепи.

 (горизонтальное расположение цепи).

Межосевое расстояние: , t – шаг цепи.

Число зубьев тяговой звездочки –  [2,c.12]:

Шаг цепи передачи [2,c.12]:

Где [P] – допускаемое напряжение в шарнирах роликовой цепи, для проектированного расчета принимаем [P] = 20МПа.

Полученное значение шага  округляем до стандартного значения [2,c.12,Т3.3]:

, тогда

Рисунок 3 – Схема цилиндрической прямозубой одноступенчатой передачи.

Рисунок 4 – Усилия в цилиндрическом прямозубом зацеплении.

Сила давления на вал от цепной передачи определится по формуле [2,c.11]:

, где T – крутящий момент на валу звездочки, - делительный диаметр тяговой звездочки.

5.2 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов для ведущего вала

5.2.1 Определение опорных реакций

Опорные реакции вертикальной плоскости определяем по формулам [2,c.16]:

5.2.2 Реакции опор для горизонтальной плоскости                                                                                                                                                                                          [2,c.16]:

Проверка:

5.2.3 Определение изгибающих моментов горизонтальной плоскости и построение эпюры.

              

5.2.4 Определение изгибающих моментов вертикальной плоскости и построение эпюры.

              

5.2.5 Определение диаметра вала в опасном сечении:

Диаметр в опасном сечении определяется по формуле: [2,c.17]:

где  - приведенный или эквивалентный момент, определяемый по третей теории прочности [2,c.17]:

- суммарный изгибающий момент

Найденный диаметр в опасном сечении должен быть меньше запроектированного диаметра буртика для упора подшипника, т.е.  :

5.3 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов для ведомого вала

5.3.1 Определение опорных реакций

Опорные реакции вертикальной плоскости определяем по формулам:

Проверка:

5.3.2 Реакции опор для горизонтальной плоскости [2,c.16]:

Проверка:

5.3.3 Определение изгибающих моментов горизонтальной плоскости и построение эпюры.

5.3.4 Определение изгибающих моментов вертикальной плоскости и построение эпюры

5.3.5 Определение диаметра вала в опасном сечении:

Диаметр в опасном сечении определяется по формуле: [2,c.17]:

где  - приведенный или эквивалентный момент, определяемый по третьей теории прочности [2,c.17]:

- суммарный изгибающий момент

Найденный диаметр в опасном сечении должен быть меньше запроектированного диаметра буртика для упора подшипника, т.е.  :

6.  Расчет подшипников качения по динамической грузоподъемности

6.1 Расчет подшипников качения для ведущего вала

Рисунок 5 – Схема установки и нагружения шариковых подшипников ведущего вала редуктора.

где ,,,- реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях