При пиковой нагрузке

Расчетные изгибные напряжения при пиковой нагрузке

.

Допускаемые изгибные напряжения при действии максимальной нагрузки для стальных колес с улучшением:

;

=41,8 .

Условие прочности выполнено.

Таким образом, все условия прочности выполняются.

 

3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

 

Расчет выполняем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Крутящие моменты в поперечных сечениях валов по табл.1:

ведущего вала

Т_к1 = Т₁ = 36,4 Н×м;

ведомого вала

Т_к2 = Т_к1×u×h = 36,4×3,16×0,94 = 107,78 Н×м.

 

Ведущий вал:

Диаметр выходного конца ведущего вала при допускаемом напряжении [t_к] = 25 МПа (по формуле (8.16) [1])

мм.

Для соединения ведущего вала с помощью Муфта Упругая Втулочно-Пальцевая по ГОСТ 21424-75 с валом электродвигателя d_дв = 32 мм принимаем d_в1 = 30 мм, под подшипниками d_п1 = 35 мм, под шестерней d_к1 = 25 мм.

Диаметр под уплотнение принимаем (с.209): d_{сальник} 30 (мм).

Диаметр гайки принимаем (с.188): d_гайки 33(мм).

Мы не можем выполнить вал-шестерню, т.к. у нас расстояние от впадины зуба до шпоночного паза оказывается больше расстояния x=1.6^.m_e=1.6^.3.2=5.12 (мм).

 

Ведомый вал:

Диаметр выходного конца ведомого вала d_в2 определяем при [t_к] = =25 МПа:

мм.

Примем d_в2=28 мм.

Диаметр под уплотнение d_y=35 мм.

Диаметр под подшипник d_п2=35 мм.

Диаметр под зубчатым колесом d_к2=40 мм.

Так как выходной конец вала работает только на кручение, то можно принять меньшее значение диаметра (из конструктивных соображений). Примем d_b2 = 28 мм, под подшипниками d_п2 = 30 мм, под зубчатым колесом d_к2 = 35 мм. Последующие расчеты покажут оптимальность данного выбора.

 

4. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ ШЕСТЕРНИ И КОЛЕСА

 

Шестерня: сравнительно небольшие размеры шестерни по отношению к диаметру вала позволяют не выделять ступицу. Длина посадочного участка l_ст ≈ b = 33 мм. Примем l_ст = 35 мм.

Колесо: коническое зубчатое колесо кованое. Размеры: d_ае2 = 225 мм; b = 33 мм (определены в п. 2); диаметр ступицы d_ст ≈ 1,6^.d_к2 = 1,6×40 = =64 мм, длина ступицы l_ст = (1,2¸1,5)d_к2 = (1,2¸1,5)×40 = 48¸60 мм, принимаем l_ст = 50 мм (l_ст и d_ст по табл. 10.1 [1]). Толщина обода d₀ = (3¸4)^.m_e = (3¸4)×3,2 = 9.6¸12.8 мм, принимаем d₀ = 10 мм. Толщина диска С = (0,1¸0,17)^.R_е = (0,1¸0,17)×116,2=11,62¸19,75 мм, принимаем С = 15 мм (все формулы по табл. 10.1).

 

5. КОНСТРУКТИВНЫЕ РАЗМЕРЫ КОРПУСА РЕДУКТОРА

 

Толщины стенок корпуса и крышки:

d = 0,05^.R_e + 1 = 0,05 × 116,2 + 1 = 6,81 мм, принимаем d = 7 мм;

d₁ = 0,04^.R_е + 1 = 0,04 × 116,2 + 1 = 5,64 мм, принимаем d = 7 мм.

Толщины фланцев (поясов) корпуса и крышки:

верхнего пояса корпуса и пояса крышки

b = 1,5^.d = 1,5×7 = 10,5 мм, примем b=10

b₁ = 1,5^.d₁ = 1,5×7 = 10,5 мм; b₁=10

нижнего пояса корпуса

р = 2,35^.d = 2,35×7 = 16,45 мм, принимаем р = 17 мм.

Диаметры:

болтов фундаментных

d₁ = 0,055R_е + 10 = 0,055 × 116,2 + 10 = 16,4 мм,

принимаем фундаментные болты с резьбой М17;

болтов, крепящих крышку к корпусу у подшипника,

d₂ = (0,7¸0,75)^.d₁ = (0,7¸0,76)×17 = 12¸13 мм,

принимаем болты с резьбой М14;

болтов, соединяющих крышку с корпусом,

d₃ = (0,5¸0,6)^.d₁ = (0,5¸0,6)×17 = 8,5¸10,2 мм,

принимаем болты с резьбой М10 (все формулы из табл. 10.2 [1]).

 

 

6. ПЕРВЫЙ ЭТАП КОМПОНОВКИ РЕДУКТОРА

 

Выбираем способ смазывания: для смазывания зацепления применяем масляный туман, создаваемый брызговиками; 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. Брызговики также нужны для нормальной работы подшипников.

Камеры подшипников отделяем от внутренней полости корпуса мазеудерживающими кольцами.

Устанавливаем возможность размещения одной проекции – разрез по осям валов – на листе формата А1.

Проводим посередине листа горизонтальную осевую линию – ось ведущего вала. Намечаем положение вертикальной линии – оси ведомого вала. Из точки пересечения проводим под углом δ₁=17^о34’ осевые линии делительных конусов и откладываем на них отрезки R_e=116,2.

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.

Намечаем для валов подшипники (табл.2):

для ведущего и ведомого валов – роликоподшипники конические однорядные легкой широкой серии (табл. П7 приложения);

Таблица. 2

Условное обозначение подшипника	D	D	T	C	C0	е	В
мм	кН	мм
						0.27 0.27

 

Наносим габариты подшипников ведущего вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии x=10 мм, от торца шестерни и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника y=15 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. Для однорядных конических роликоподшипников (формула (9.11) [1])

 

мм.

 

Размер от среднего диаметра шестерни до реакции подшипников определяем по компоновке

f₁ = 56 мм.

Принимаем размер между реакциями подшипников ведущего вала

с₁ = (1,4¸2,3)^.f₁ = (1,4¸2,3)×56 = 79 ¸ 128 мм.

Принимаем с₁ = 118 мм.

 

Размещаем подшипники ведомого вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии x=10 мм, от торца шестерни и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника y=20 мм (для размещения мазеудерживающего кольца).

 

Замером определяем размер А от линии реакции подшипника до оси ведущего вала. Примем А=А′=80 мм (т.к. корпус выполнен симметрично оси ведущего вала).

Замером определяем расстояние f₂=49 мм, с₂=111 мм. (A+A₁=c₂+f₂)

Построение эпюр

Эпюры строятся без дополнительных нагрузок.