Предварительный расчет валов. Расчет диаметра ведущего вала под элемент закрытой передачи. Предварительный выбор подшипников

4.Предварительный расчет валов.

Исходные данные: крутящий момент быстроходного вала

крутящий момент промежуточного вала крутящий момент тихоходного вала

Задача расчёта: предварительный выбор выходных диметров валов, в зависимости от крутящих моментов на них.

Условия расчета: расчет диаметров валов ведём по заниженным допускаемым напряжениям на чистое кручение.

Ведущий вал.

Расчет диаметра ведущего вала под элемент закрытой передачи:

                                                                                         (4.1)

где,Т₁ - крутящий момент на ведущем  валу редуктора, Н·м;

[t]=20H/мм – допускаемое напряжение на кручение;

Принимаем диаметр выходного конца ведущего вала:

d_в1= 24мм;

Принимаем диаметр вала под подшипниками:

d_П1=30мм;

Принимаем диаметр под зубчатым колесом:

d_k1=30мм;

Промежуточный вал.

Расчет диаметра промежуточного вала под элемент закрытой передачи:

                                                                                         (4.2)

где,Т₂ - крутящий момент на промежуточном валу редуктора, Н·м;

[t]=15H/мм – допускаемое напряжение на кручение;

Принимаем диаметр вала под подшипниками:

d_П2=45мм;

Принимаем диаметр под зубчатым колесом:

d_k2=46мм;

Ведомый вал.

Расчет диаметра ведомого вала под элемент закрытой передачи:

                                                                                         (4.3)

где, Т₃ - крутящий момент на ведомом  валу редуктора, Н·м;

[t]=25H/мм – допускаемое напряжение на кручение.

Принимаем диаметр выходного конца ведомого вала:

d_в3= 50мм;

Принимаем диаметр вала под подшипниками:

d_П3=55мм;

Принимаем диаметр под зубчатым колесом:

d_k3=56мм;

5.Предварительный выбор подшипников.

Исходные данные: диаметры валов(промежуточного, ведущего и ведомого).

Задача расчёта: Предварительный выбор пар подшипников и их параметров.

Для опор валов цилиндрических колес редуктора предварительно намечаем радиальные однорядные шарикоподшипники средней серии по ГОСТу 8338 – 75.

Схема 5.1 Схема однорядного радиального шарикоподшипника.

Таблица 3 – Подшипники шариковые радиальные однорядные

      Принимаем для подшипников пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца. Их ширина определяет размер y=8…12мм.      

7.Выбор и расчет шпоночного соединения.

Исходные данные: диаметры валов: d_k1=30мм; d_k2=46мм; d_k3=56мм;

Задача расчёта: предварительный выбор шпоночных соединений, и проверка их на смятие.

Условия расчёта: напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого.

Схема 6.1 Схема соединения при помощи призматической шпонки.

Для соединения вала с деталями принимаем призматические шпонки  со скруглёнными торцами по ГОСТ 23360-78.

Принимаем материал для шпонок - сталь 40Х нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности определяем по формуле:

                                          (7.1)

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

Для промежуточного вала [s_см]=100 Н/мм²-при стальной ступице;

Промежуточный вал.

d_k2=46мм; b t₁=5,5мм;

Длина шпонки: L=L_СТ- (5…10мм.)=60-5=55мм.

Расчет на смятие:

                                        (7.2)

Вывод: Условие прочности выполнено.

Ведомый вал.

d_k3=56мм; b t₁=6мм;

Длина шпонки: L=L_СТ- (5…10мм.)=97,5-5=92,5мм.

Расчет на смятие:

                                        (7.3)

Вывод: Условие прочности выполнено.

Ведущий вал.

d_k1=30мм; b t₁=5мм;

Длина шпонки: L=L_СТ- (5…10мм.)=45-5=40мм.

Расчет на смятие:

                                    (5.4)

Вывод: Условие прочности выполнено.

6. Определение конструктивных размеров зубчатого колеса и корпуса редуктора.

Исходные данные:

Быстроходная передача:

Шестерня выполняется за одно целое с валом: d₁=87мм; d_a1=93мм;d_f1=79,5мм; b₁=55мм;

Колесо кованное: d₂=312мм; d_a2=318мм; d_f2=304,5мм; b₂=50мм;

Тихоходная передача:

Шестерня выполняется за одно целое с валом: d₁=96мм; d_a1=102мм;d_f1=88,5мм; b₁=55мм;

Колесо кованное: d₂=303мм; d_a2=309мм; d_f2=295мм; b₂=50мм;

Задача расчёта: определение конструктивных размеров корпуса редуктора и его деталей.

Быстроходная передача:

Диаметр ступицы колеса:

                                                         d_ст=1,6 d_к2,                                             (6.1)     

где, d_ст – диаметр ступицы;

d_ст=1,6 46=73,6 мм

Длина ступицы:

                                       l_ст=(1,2…1,5)  d_к2=55,2…69 мм                             (6.2)

Принимаем l_cт=60мм;

Толщина обода:

δ₀=(2,5…4) m = 7,5…12 мм                                      (7.3)

Принимаем δ₀ = 10мм;

Толщина диска:

С = 0,3 b₂ = 0,3 50 = 15мм                                 (6.3)            

 

Тихоходная передача:

Диаметр ступицы колеса:

                                                         d_ст=1,6 d_к3,                                             (6.4)     

где, d_ст – диаметр ступицы;

d_ст=1,6 56=89,6мм

Длина ступицы:

                                       l_ст=(1,2…1,5)  d_к3=67,2…84 мм                             (6.5)

Принимаем l_cт=70мм;

Толщина обода:

δ₀=(2,5…4) m = 7,5…12мм                                       (6.6)

Принимаем δ₀ = 10мм;

Толщина диска:

С = 0,3 b₂ = 0,3 50 = 15мм                           (6.8)   

                           Конструктивные размеры корпуса редуктора.

Толщина стенок корпуса и крышки:

δ=0,025·a+1                                             (6.7)

δ=0,025·200+1=6мм;

Принимаем  δ=6мм;

δ₁=0,02·a+1                                               (6.8)

δ₁=0,02·200+1=5мм;

Принимаем  δ₁=5мм;

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

Верхнего пояса корпуса и пояса крышки:

b=1,5δ;                                                  (6.9)

b=1,56=9 мм;

b₁=1,5δ₁;                                                       (6.10)                          

b₁= 1,55=7,5 мм.

Нижнего пояса корпуса:

p= 2,35 δ;                                                  (6.11)

p=2,356=14,1 мм.

Принимаем p=14 мм;

Диаметры болтов.

Фундаментных:

d₁=(0,03…0,036)а_ω+12=18…19,2 мм.                   (6.12)

Принимаем болты с резьбой М18;

Крепящих крышку к корпусу у подшипников:

d₂=(0,7…0,75) d₁=12,6…13,44 мм.            (6.13)

Принимаем болты с резьбой М12;

Соединяющих крышку с корпусом:

d₃=(0,5…0,6)d₁=9…10,8 мм.                          (6.14)

Принимаем болты с резьбой М10;