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:

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:

4.  Проектный расчет валов цилиндрической зубчатой передачи

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

5.  Проектный расчет валов цилиндрической зубчатой передачи

5.1 Составление расчетной схемы и усилий в цилиндрической зубчатой передаче

Усилия, действующие в передаче, Н

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