Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Крутящие моменты в поперечных сечениях валов:
ּ
Tk1=T1=32.8· 103 Нּмм
Tk2=T1u=92.17· 103 Нּмм.
Ведущий вал:
Диаметр выходного конца вала при допускаемом напряжении
[τk] = 25МПа по формуле (стр.161):
dB1 = = 18.7 (мм).
Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора dдв и вала dВ1. У подобранного электродвигателя диаметр вала 28 мм. Примем dB1 = 22 мм (стр.162).
Диаметр под подшипниками примем dп1=30 мм; диаметр под шестернёй dk1=20 мм.
Ведомый вал:
Диаметр выходного конца вала dВ2 определяем при меньшем значении [τk]=20 МПа.
dB2 = = 28.17 мм.
Принимаем [стр.162] dВ2 = 28мм. Диаметр вала под подшипниками принимаем dп2 = 35 мм, под зубчатым колесом dк2 = 40 мм.
IV. Конструктивные размеры шестерни и колеса.
Шестерня:
Сравнительно не большие размеры шестерни по отношению к диаметру вала позволяют не выделять ступицу.
Длина посадочного участка вала (назовём по аналогии lст)
|
|
; примем lст=35 мм.
Колесо:
Коническое зубчатое колесо кованное (таблица 10,1 стр. 233). Его размеры: dae2 = 202.5 мм; b2 = 31 мм.
Диаметр ступицы dст = 1,6·dk2 = 1,6·40 = 65 мм; длина ступицы lст = (1,2 1,5)·dk2 =(1,2 1,5)·35 = 48 60 мм; принимаем lст = 50 мм.
Толщина обода δо = (3 4)·m = (3 4)·4=12 16 мм; принимаем δо = 12 мм.
Толщина диска С = (0.1 0.17)ּRe = (0.1 0.17)ּ107 = 10.7 18,19 мм; принимаем С=15 мм.
V. Конструктивные размеры корпуса редуктора.
Толщина стенок корпуса и крышки:
δ = 0.05·Re + 1 = 0.05·107 + 1 = 6.35 мм;
принимаем δ = 7 мм;
δ1 = 0.04· Re + 1 = 0.04·107 + 1 = 5.28 мм;
принимаем δ1 = 6 мм.
Толщина фланцев (поясов) корпуса и крышки:
верхнего пояса корпуса и крышки:
b = 1,5·δ = 1.5·7 = 11 мм;
b1 = 1,5·δ1 = 1.5·6 = 9 мм;
нижнего пояса корпуса:
p = 2.35·δ = 2.35·7 = 16.45 мм;
принимаем p = 17 мм.
Диаметр болтов:
фундаментных:
d1 = 0.055ּRe + 12 =0.055·107+ 12 =18 мм;
принимаем фундаментные болты с резьбой M20;
болтов крепящих крышку к корпусу у подшипников:
d2 = (0,7 0,75)·d1 = (0,7 0,75)·18 = 12,6 13.5 мм;
принимаем болты с резьбой М16;
соединяющих крышку с корпусом:
d3 = (0,5 0,6)·d1 = (0,5 0,6)·18 = 9 11 мм;
принимаем болты с резьбой М10.
VI. Первый этап компоновки редуктора
Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции — разрез по осям валов при снятой крышке редуктора.
Выбираем способ смазывания: зацепление зубчатой пары - окунанием зубчатого колеса в масло; для подшипников пластичный смазочный материал. Раздельное смазывание принято потому, что один из подшипников ведущего вала удален, и это затрудняет попадание масляных брызг. Кроме того, раздельная смазка предохраняет подшипники от попадания вместе с маслом частиц металла.
|
|
Камеры подшипников отделяем от внутренней полости корпуса мазеудерживающими кольцами.
Проводим посередине листа горизонтальную осевую линию - ось ведущего вала. Намечаем положение вертикальной линии - оси ведомого вала. Из точки пересечения проводим под углом δ1 = 19°36' осевые линии делительных конусов и откладываем на них отрезки Re = 107 мм.
Конструктивно оформляем по найденным выше размерам шестерню и колесо. Вычерчиваем их в зацеплении. Ступицу колеса выполняем несимметричной относительно диска, чтобы уменьшить расстояние между опорами ведомого вала.
Подшипники валов расположим в стаканах.
Намечаем для валов роликоподшипники конические однорядные особолегкой серии (таблица П7):
Условное обозначение подшипника | d | D | T | С | С0 | e | |
мм | КН | ||||||
32.0 | 0.27 | ||||||
27.0 | 19.9 | 0.24 | |||||
Наносим габариты подшипников ведущего вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии х = 8 мм от торца шестерни и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника у= 10 мм (для размещения мазеудерживающего кольца).
При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок (таблица 9.21). Для однорядных конических роликоподшипников по формуле (9.11)
a2 =13.5 мм.
Размер от среднего диаметра шестерни до реакции подшипника f1=53 мм.
Принимаем размер между реакциями подшипников ведущего вала
Примем C1 = 100 мм.
Размещаем подшипники ведомого вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии х = 10 мм от торца ступицы колеса и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника у2 = 20 мм (для размещения мазеудерживающего кольца).
Определяем замером размер А - от линии реакции подшипника до оси ведущего вала. Корпус редуктора выполним симметричным относительно оси ведущего вала и примем размер А' = А = 80 мм. Нанесем габариты подшипников ведомого вала.
Замером определяем расстояния f2 = 49 мм и с2 = 111 мм.
Очерчиваем контур внутренней стенки корпуса, отложив зазор между стенкой и зубьями колеса, равный 1,5x, т. е. 15 мм.
VII. Проверка долговечности подшипника
Ведущий вал:
Силы, действующие в зацеплении:
Ft = 1081 H;
Fr1 = Fa2 = 371 H;
Fa1 = Fr1=130 H.
Первый этап компоновки дал
f1 = 53 мм;
c1 = 100 мм.
Реакции опор:
в плоскости xz
Проверка: Rx2 - Rx1 + Ft = 572.93 – 1653.93 + 1081 = 0.
в плоскости yz
Проверка: Ry2 - Ry1 + Fr = 157.2 – 528.2 + 371 = 0 H.
Суммарные реакции:
(Н),
Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле (9.9 стр. 216):
Осевые нагрузки подшипников (таблица 9.21), в нашем случае S1>S2; Fa>0; тогда Pa1=S1=346 H; Pa2 = S1 + Fa = 346 + 130 = 476 H.
Найдём требуемую долговечность подшипников
Lтреб=число лет x число раб. дней в году x кол-во часов в смене x число смен
Lтреб=8ּ365ּ8ּ3=70080 часов
Рассмотрим левый подшипник.
Отношение , поэтому следует учитывать осевую нагрузку.
Эквивалентная нагрузка по формуле 9.3 (стр. 212):
;
При вращении внутреннего кольцаV=1; Km=1 (по таблице 9.20 стр. 214); коэффициент безопасности Kб=1,35; Km=1 (по таблице 9.20 стр. 214); для конических подшипников при коэффициент X=0.4 и коэффициент Y=2.5 (по таблице 9,18 и П7 приложения).
Эквивалентная нагрузка Pэ2=(0.4ּ594+2.2ּ476)ּ1.35 = 1741Н = 1,741 кН.
Расчётная долговечность, млн. об. (стр.211)
(млн. об).
Расчётная долговечность, в часах (стр. 211)
(ч),
где n=949 об/мин. – частота вращения ведущего вала.