Ведущий вал.

Шпонка 1 под муфтой – d=30 мм, b×h=8×7, t1=4, длина шпонки l=50 мм (при длине ступицы полумуфты МУВП 60 мм, табл. 11.1 [1]), момент на ведущем валу 36,4 Н.мм

МПа <[sсм]=100÷120 МПа.

Шпонка2 под шестерней – d=25 мм, b×h=6×6, t1=3,5, длина шпонки l=25 мм (при длине ступицы шестерни 35 мм)

МПа <[sсм]

 

Ведомый вал: материал полумуфт МУВП – сталь 40Х, материал колеса – сталь 40Х улучшенная; крутящий момент Т2=107,78 Н.мм;

шпонка 1 – под зубчатым колесом:

d=40 мм, b×h=12×8, t1=5, l=40 мм (при длине ступицы колеса 50 мм),

МПа <[усм]=100÷120 МПа;

шпонка 2 – на выходном конце:

d=28 мм, b×h=8×7, t1=4, длина шпонки l=50 мм.

МПа <[усм]=100÷120 МПа.

 

10. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ

Считаем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Материал валов – сталь 45 нормализованная; sв = 570 МПа (см. табл. 3.3 [1]). Пределы выносливости при симметричном цикле изгиба s–1 = 0,43×570 = 246 МПа и при симметричном цикле касательных напряжений t–1 = 0,58×246 = 142 МПа.

 

Ведущий вал. Рассмотрим два сечения: а) под подшипником;

б) на выходном конце вала по шпоночной канавке.

а) Концентрация напряжений вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал.

Изгибающие моменты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях:

My=Rx2.c1=577.118=68,1 Н.м;

Мх=Ry2.c1=167.118=19,7 Н.м.

 

Суммарный изгибающий момент

Н×м.

Момент сопротивления сечения

мм3.

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

МПа.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

,

где отношение (см. табл. 8.7 [1]).

Полярный момент сопротивления

мм3.

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений (формула (8.20) [1])

МПа.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям (формула (8.19) [1])

,

где (см. табл. 8.7 [1]); коэффициент

yt = 0,1 – для данной стали.

Коэффициент запаса прочности (формула (8.17) [1])

>[S],

б)Концентрация напряжения вызвана наличием шпоночной канавки.

;

.

d=30 мм, b=8 мм, t1=4 мм.

Момент сопротивления кручению:

Wк нетто мм3.

Касательные напряжения

МПа.

kt=1,48, xt=0,8, (см. табл. 8.5, 8.8 [1]), yt=0,1.

St=142/((1,48/0,8).3.68+0,1.3.68)=19.78.

Произведем расчет прочности по нормальным напряжениям. ГОСТ 16162-78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для одноступенчатых зубчатых редукторов на быстроходном валу должна быть при 25×103 Н×мм < ТБ<250×103 Н×мм.

 

Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l=60 мм (муфта УВП для валов диаметром 30 мм), получим момент в сечении от консольной нагрузки , где l – длина полумуфты:

 

Н.м

Момент сопротивления изгибу:

2465 мм3;

МПа;

.

ks=1,58, xs=0,8, ys =0,1 (см. табл. 8.5, 8.8 [1]), среднее напряжение sm=0.

> [S]

Ведомый вал. Будем рассматривать сечение под зубчатым колесом.

Диаметр вала в сечении dк = 40 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки (см. табл. 8.5 [1]): ks = 1,59 и kt = 1,49; масштабные факторы es = 0,85; et = 0,73 (см. табл. 8,8 [1]); коэффициенты ys » 0,15 и yt » 0,1 (см. с. 163 и 166).

Крутящий момент Т2 = 107,78×103 Н×мм.

Суммарный изгибающий момент

Н×м.

Момент сопротивления изгибу

мм3.

Амплитуда нормальных напряжений

МПа.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

.

Момент сопротивления кручению

11,6.103 мм3.

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

МПа.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

,

где отношение (см. табл. 8.7 [1]); коэффициент yt = 0,1.

Коэффициент запаса прочности

> [s].

 

11. ВЫЧЕРЧИВАНИЕ РЕДУКТОРА

 

Редуктор вычерчивают в двух проекциях в масштабе 1:1 с основной надписью.

Подшипники ведущего вала смонтированы в общем стакане.

Подшипниковый узел ведущего вала уплотнен с одной стороны мазеудерживающим кольцом, а с другой – манжетным уплотнителем.

Для осмотра зацепления и заливки масла служит окно в верхней части корпуса редуктора. Окно закрыто крышкой; для уплотнения под крышку окна помещают прокладку из технического картона.

Маслоспускное отверстие закрывают пробкой и уплотняют прокладкой из маслостойкой резины.

Уровень масла проверяют жезловым маслоуказателем.

Относительное расположение корпуса и крышки редуктора фиксируется двумя коническими штифтами.

Редуктор крепят к фундаменту четырьмя болтами с резьбой М20.

 

12. ВЫБОР СОРТА МАСЛА

 

Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до погружения колеса на всю ширину зуба . При смазывании данного редуктора объем масляной ванны примем из расчета 0,25 л на 1 кВт передаваемой мощности V=0,25.5,5=1,375 дм3. По табл. 10.8 [1] устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях sн = 400,1 МПа и средней скорости u = 5,2 м/с вязкость масла должна быть приблизительно равна 28×10-6 м2/с. По табл. 10.10 [1] принимаем масло индустриальное И-30А (по ГОСТ 20799-75).

Подшипники смазываем пластичным смазочным материалом, закладываемым в подшипниковые камеры при монтаже. Сорт мази выбираем по табл. 9.14 [1] – солидол марки УС-2. Для продолжительной работы редуктора смазку необходимо менять каждые полгода.

 

13. СБОРКА РЕДУКТОРА

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской. Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов: на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и роликовые конические подшипники, предварительно нагретые до 80÷100оС. Сборка производится так же, как и для цилиндрической передачи.

Для нормальной работы подшипников необходимо создание в подшипниках натяга оптимальной величины, для чего применяют наборы тонких металлических прокладок, установленных под фланцы крышек подшипников. Необходимая толщина набора прокладок может быть составлена из тонких металлических колец толщиной 0,1; 0,2; 0,4; 0,8 мм. Вращение подвижных элементов подшипников должно происходить легко и свободно, однако в подшипниках не должно быть больших зазоров. Регулирование осевого положения конической шестерни осуществляется с помощью набора металлических прокладок, которые устанавливаются под фланцы стакана.

Регулирование положения конического колеса осуществляется с помощью набора металлических прокладок, устанавливаемых под фланцы выступов крышек.

В валы закладывают шпонки напрессовывают их в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпусе с помощью двух конических штифтов, затягивают болты, крепящие крышку к корпусу. Ставят крышки подшипников.

Проверяют проворачивание валов, отсутствие заклинивания подшипников и закрепляют крышки винтами. Ввертывают пробку маслоспускового отверстия и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло.

Собранный редуктор обкатывают и испытывают на стенде по программе, установленной техническими условиями.

 


14. ДОПУСКИ И ПОСАДКИ

Таблица 3

Вид соединения и условное обозначение Условное обозначение полей допусков отверстий и вала Отклонение   Предельные размеры Натяг (мкм) Зазор (мкм)
верхн. Es es нижн. EI ei наиб. наим. наиб. наим. наиб. наим.
Подшипник –вал Ø35 к6/L0 отв. Ø35 L0 вал Ø35 к6 +18 -12 +2 30,000 30,018 29,988 30,002       –   –
Подшипник –вал Ø35 к6/L0 отв. Ø35 L0 вал Ø35 к6 +18 -12 +2 30,000 30,018 29,988 30,002       –   –
Подшипник –вал Ø35 к6/L0 отв. Ø35 L0 вал Ø35 к6 +18 -12 +2 30,000 30,018 29,988 30,002       –   –
Подшипник –вал Ø35 к6/L0 отв. Ø35 L0 вал Ø35 к6 +18 -12 +2 30,000 30,018 29,988 30,002       –   –
Шестерня -вал Ø25 отв. Ø25 Н7 вал Ø25 к6 +21 +35 +22 25,021 25,035 25,000 25,022       –   –
Колесо - вал Ø40 отв. Ø40 H7 вал Ø40 p6 +25 +42 +26 40,025 40,042 40,000 40,026       –   –
Стакан -подшипник Ø62 отв. Ø62 Н7 вал Ø62 l0 +30 -15 62,030 62,000 62,000 61,985   –   –    
Стакан -подшипник Ø62 отв. Ø62 Н7 вал Ø62 l0 +30 -15 62,030 62,000 62,000 61,985   –   –    
Муфта-вал Ø28 Н7/к6 Отв. Ø28 Н7 Вал Ø28 к6 +21 +15 +2 28,021 28,015 28,000 28,002
Втулка – вал Ø35 Н7/js6 Отв. Ø35 Н7 Вал Ø35 js6 +25 +8 -8 35,025 35,008 35,000 34,992
Подшипник- корпус Ø62 Н7/l0 Отв. Ø62 Н7 вал Ø62 l0 +30 -15 62,030 62,000 62,000 61,985
Мазеудерживающее кольцо- вал Ø 35 Н7/к6 Отв. Ø35 Н7 вал Ø 35 к6 +25 +18 +2 35,025 35,018 35,000 30,002 - -
Стакан – корпус Ø 75 Н7/h7 Отв. Ø 75 H7 Вал Ø 75 h7 +30 -30 75,030 75,000 75,000 74,970 - -
Подшипник-корпус Ø62 отв. Ø62 Н7 вал Ø62 l0 +30 -15 62,030 62,000 62,000 61,985   –   –    
Шпонка -вал 8 отв. 8 Р9 вал 8 h9 -18 -61 -43 7,982 8,000 7,939 7,957
Шпонка-шестерня 6 Отв. 6 Р9 вал 6 h9 -18 -61 -43 5,982 6,000 5,939 5,957
Шпонка- ведомый вал 8 Отв. 8 Р9 вал 8 h9 -18 -61 -43 7,982 8,000 7,939 7,957
Шпонка- колесо 12 Отв. 12 Js9 вал 12 h9 -15 -51 -36 11,985 12,000 11,949 11,964

 

 
 

 

 

 
 

 

 


Список литературы.

1. Курсовое проектирование деталей машин/ Под ред. Чернавского С. А. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988.

2. Иванов М. Н. Детали машин. – 3-е изд., доп. и перераб. – М.: Высш. шк., 1976. - 400 с.

3. Допуски ипосадки :Методические указания по курсовому проекту/ Сост. Ю.Е. Филатов – Иваново, 1983.-32 с.

4. Дунаев П. Ф., Леляков О. П., Варламова Л. П. Допуски и посадки. Обоснование выбора. – М.: Высш.шк., 1976.