Проектирование редуктора

ss

 

Шестерни :

s

ss условия соблюдены

Колесо:

s

ss условия соблюдены

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2 Параметры зубчатой цилиндрической передачи

Проектный расчет
Параметр	Значения		Параметр	Значения
Межосевое расстояние aw			Угол наклона зубьев,, град
Модуль зацепления   mn, мм			Диаметр делительной окружности, мм Шестерни d1 Колеса d2
Ширина   зубчатого   венца, мм Шестерни b1 Колеса b2			Диаметр окружности вершин, мм Шестерни da1 Колеса da2
Число зубьев Шестерни  Колесе			Диаметр окружности впадин, мм Шестерни df1 Колеса df2
Тип передачи	Без смещения
Проверочный расчет			Допускаемые значения	Расчетные значения
Контактные напряжения ,  МПа			391.3
Напряжения изгиба, МПа			236.57
			205.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметры	Единицы измерения	Обозначения	Численные значения
1	2	3	4
1.Мощность на ведущем валу	кВт	P1
2.Вращающий момент номинальный на ведущего валу (быстроходный) на ведомом (тихоходном) валу	Нм  Нм	T1  T2
3.Частота вращения валов ведущего ведомого	мин-1  мин-1	n1  n2	950
4.Межосевое расстояние	мм	aw
5.Число зубьев шестерни колеса		z1  z2
6.Передаточное число( стандартное)		u
7.Модуль зацепления нормальный (стандартный )	мм	mn	2
8.Тип передачи (вид зацепления)	Без смещения X=0
9.Тип передачи		Косозубая
10.Угол наклона зубьев  к оси колеса	град	β
11.Направление наклона  зубьев колеса шестерни	Правая Левая
12.Делительные диаметры колёса шестерни	мм  мм	d1  d2
13.Степень точности передачи	8B
14.Ширина зубчатого венца шестерни колёса	мм  мм	b1  b2	50 45
15.Сила действующая на зацепление окружность радиальная осевая	H  H  H	Ft1=Ft2  Fr1=Fr2  Fa1=Fa2

 

 

 

 

 

6. НАГРУЗКИ ВАЛОВ И СИЛОВАЯ СХЕМА НАГРУЗКИ ВАЛОВ РЕДУКТОРА

            Валы работают на сложное сопротивление  изгиб, кручение.

Цель силовой  схемы - определить направления действия сил в зацеплении, реакции опор валов, направление угловых скоростей.

Проектирование ведется  в два этапа:

1. Предварительный расчет вала на кручение, проектный расчет
2. Уточненный расчет (окончательный)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.ПРОЕКТНЫЙ РАСЧЁТ  ВАЛОВ

 

Конструирование валов:

Проектирование валов  производим в два этапа:

1. Предварительный (приближенный) расчет вала на кручение, проектный расчет (подбор сечения).
2. Уточненный (окончательный) расчет валов на прочность, на совместное действие изгиба и кручение, проверочный расчет по коэффициенту запаса прочности.

 

7.1 Предварительный расчет  валов на кручение

 Цель расчета: Определить  диаметр выходного конца вала. Остальные диаметры ступеней       вала назначаются конструктивно.

Сечение вала

 

 

 

 

 

 

 
7.1.1Ведущий вал (см. рис.4)

Рис. 4 Ведущий вал

- условие прочности,

 где  - допускаемое напряжение на кручение для стали-40, 45, принимаем от 15 до 20 МПа

 Определяем диаметр  выходного конца вала: 

 
,где: М_к=Т₁

Принимаем d_b1 =      мм (3,таб.24.1,стр.410)

Диаметры остальных ступеней назначаем конструктивно 
диаметр под уплотнение - d_у1                         
 

длина под уплотнение - l_у1

 

диаметр под подшипник - d_п

 

выбираем подшипник №     (1,таб.24.10,стр.417)

 

7.1.2 Ведомый вал(см. рис.5)

Рис. 5 Ведомый вал

Имеет 4-е ступени под  муфту, уплотнение, зубчатое колесо:

 

, принимаем d_b2 = 32 мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Под подшипник:   

,принимаем

 

выбираем подшипник №208 (1,таб.24.10,стр.417)

• диаметр вала под колесо:

 

• диаметр бурта

 

• длина бурта 

 

 

 диаметры и длины  валов будут уточнены в результате  конструирования детали  редуктора  при  его эскизной компоновки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. КОНСТРУИРОВАНИЕ  ЗУБЧАТЫХ КОЛЁС

8.1 Вал - шестерня изготавливается  как единая деталь, если X 2.5 
X – коэффициент смещения X = 0(1, стр. 234, рис.107 а) 8

8.2 Вал – колесо

 Диаметр ступицы  
Длина ступицы:  
-толщина обода цилиндрических колес 
=3= 6 мм– принимаем не менее 8мм

- толщина диска  колес

Рис.6 Зубчатое колесо

9. КОНСТРУИРОВАНИЕ  КОРПУСА И КРЫШКИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО  РЕДУКТОРА

 

9.1  Корпус и крышка  редуктора изготовлены литьем из СЧ; СЧ15  
ГОСТ-1412-85

Толщина стенки корпуса редуктора:

    принимаем  10мм  

       Толщина  стенки  крышки редуктора:                  

 

принимаем

9.2 Диаметры болтов для  фланцев:

Таблица  3 Диаметры болтов

Межосевое расстояние	d1 , мм	d2, мм	d3, мм	d4, мм
	М14	М12	М10	М6

Принимаем диаметры болтов согласно (3,стр.219 )

d₁ – диаметр болта для крепления корпуса с рамой.

d₂ – диаметр болта для крепления крышки к корпусу в зоне подшипниковых узлов.

d₃ – для соединения корпуса и крышки.

d₄ – диаметр винта для крышки под отдушину.

 

 

 

 

 

 
10.  ЭСКИЗНАЯ КОМПАНОВКА РЕДУКТОРА.

 

Поэскизной компоновки определяют расстояние между опорами вала, т.е. устанавливают длину валов, выбирают подшипники качения и типовые установки их на вал и корпус. Принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенки корпуса:

 

 

Принимаем зазор от окружности колеса до внутренней стенки корпуса:

 принимаем 10мм

 

 

Выход вала за корпус:

Выход тихоходного вала:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10.1 Предварительный выбор  подшипников качения.

 

Предварительный выбор подшипника качения ГОСТ 8338-75

Таблица 4

Вал	Размеры.мм.
	ГОСТ 8338-75	D	B	(градусы)	d
Ведущий	206	62	16	0	30
Ведомый	208	80	19	0	40

 

Определяем расстояние между  середины подшипников и середины шестерни на ведущем валу :

 

Определяем расстояние между  середины подшипников и середины колеса на ведомом валу :

 

 

 

 

 

 

 

 

10.2 Схема реакций опор ведущего вала

Дано: 
 
 
 
 
 

 

 
10.2.1 Реакция опор ведущего вала 
 Горизонтальная координатная плоскость XCZ

 

 

 

 

 

 

Вертикальная координатная плоскость YCZ

 

 

 

 

 

Суммарные реакции: 
 
 
, значит более нагруженная опора

 
10.3 Схема реакций опор ведомого вала

 

 

Дано: 
 
 
 
 
 

 

 
10.3.1 Реакция опор ведомого вала

Горизонтальная координатная плоскость XAZ

 

 

 

 

 

 

Вертикальная координатная плоскость YAZ

 

 

 

 

 

Суммарные реакции: 
 
 
, значит более нагруженная опора

10.3. Проверка долговечности  подшипников

Выбираем подшипники качения  по динамической загруженности при  постоянном режиме нагружения.

10.3.1 Ведущий (быстроходный) вал. Подшипник выбираем по  наиболее нагруженной опоре.

Динамическая грузоподъёмность .

 

Статическая грузоподъёмность

 

 

 

А) Коэффициенты характеризующие условие работы подшипников. К_Т = 1 (1, табл. 9.20, стр. 214)  
К_Б-коэффициент безопасности К_Б=1 (1, табл. 9.19, стр. 214).  
1) Коэффициент вращения, у=1 т.к. вращается внутри подшипника.

Б) Коэффициенты осевой и радиальной нагрузки X и Y определяется

отношением:

 

 

В) Эквивалентная нагрузка подшипника

 

 

Г) Расчётная долговечность подшипника

 

 

Условия прочности будет  соблюдаться, в случае если долговечность  подшипника больше, чем долговечность  зубчатых редукторов, предусмотренная  ГОСТом

 

 

 

 

 

 
 
10.3.2 Ведомый (тихоходный) вал. Подшипник выбираем по наиболее нагруженной опоре.

Динамическая грузоподъёмность .

 

Статическая грузоподъёмность

 

 

 

А) Коэффициенты характеризующие  условие работы подшипников. К_Т = 1 (2, табл. 9.20, стр. 214)  
К_Б-коэффициент безопасности К_Б=1 (2, табл. 9.19, стр. 214).  
1) Коэффициент вращения, у=1 т.к. вращается внутри подшипника.

Б) Коэффициенты осевой и  радиальной нагрузки X и Y определяется

отношением:

 

 

В) Эквивалентная нагрузка подшипника

 

 

Г) Расчётная долговечность подшипника

 

 

Условия прочности будет  соблюдаться, в случае если долговечность  подшипника больше, чем долговечность  зубчатых редукторов, предусмотренная  ГОСТом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. ПОДБОР МЕХАНИЧЕСКИХ  МУФТ 

11.1 Вращающие моменты  передаваемые муфтами 

 

 

11.2 Силовая схема работы  муфт

- номинальный,  наиболее длительно действующий  момент Hм.

Основной характеристикой  любой механической муфты является допускаемый  вращающий момент [T] (2 таб. 11,4 стр. 274)

Стандартные муфты выбираются по диаметру  вала и по величине расчетного момента 

- проверочный расчёт 
, где: K= 1,25…1,5 – коэффициент режима работы муфты при спокойной нагрузке.

 

 

По расчётным моментам выбираем муфту МУВП – втулочно-пальцевой муфта.

 

Таблица 5

Параметры	Ведущий вал	Ведомый вал
1.Тип муфты Ic цилиндрическими отверстиями под выходной вал.	МУВП	МУВП
2. Диаметры выходных концов  валов	20	35
3. Допускаемый момент [T] Н*м	63	250
4. Длинна ступицы муфты	50	80
5. Материал полумуфт	Сталь 45	Сталь 45

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
12. ПОДБОР ШПОНОК И РАСЧЁТ ИХ НА ПРОЧНОСТЬ

Размер стандартных шпонок и пазов  для них  выбирают по критерию работоспособности - прочности  на смятие(смотр.Рис. 6).

Проверка  напряжений смятие:

 

 

Т- вращающий момент передаваемый валом, т.е. шпоночным соединением

d- Диаметр шпонки, мм

h – Высота шпонки, мм

b – Ширина шпонки, мм

- глубина паза  вала, мм

 – рабочая  длинна шпонки, мм

У стандартных призматических шпонок  размеры b и h подобраны так, чтобы ограничить напряжение смятия, а не среза, поэтому b и h  сразу не допускают.

Рис. 6 Размеры шпонки

12.1 Подбор шпонки для  соединения колеса с валом. 

Для лучшей  работы шпоночного соединения  колесо на вал устанавливается с натягом.

 Исходные данные:

 

 
 
 – длина ступицы. Материал шпонки Сталь 45, нормализованная .  
Тип шпонки- призматическая со скругленными торцами.