YN – коэффициент долговечности,
для шестерни –
(4.3.2.21)
для колеса –
(4.3.2.22)
где
NFlim b= 
; gF=6
NK – суммарное число циклов напряжений, миллионов циклов,
для шестерни
(4.3.2.23)
для колеса
(4.3.2.24)
При NK> NFlim b принять YN=1
(4.3.2.25)
(4.3.2.26)
где di – диаметр делительной окружности колеса быстроходной ступени, мм;
SF=1.7
Допускаемое напряжение, МПа:
для шестерни- 
МПа
для колеса - 
МПа
4.4. Ориентировочный расчет и конструирование валов
Ориентировочный расчет валов производится на ранней стадии проектирования, когда изгибающие моменты еще не определены. Расчет выполняют на чистое кручение по пониженным допускаемым напряжениям [τк]и определяют диаметры отдельных ступеней валов.
Основным материалом для валов служат термически обрабатываемые среднеуглеродистые стали 35, 40, 45 или легированные – 40Х, 40ХН и др.
4.4.1. Входной вал
Диаметр входного конца вала (рис. 4.4.1.1)
(4.4.1.1)
где Т1 – вращающий момент на валу (п. 2.4), Н·мм;
[τк]=(20 - 25),МПа – допускаемое напряжение кручения для среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45.
мм
Рисунок 4.4.1.1 – Вал входной
Диаметр вала под уплотнение
(4.4.1.2)
где t =2,2 – высота буртика
мм
Диаметр вала dп в месте посадки подшипника может быть равен диаметру вала под уплотнением или больше его, но кратен пяти, т.е.
(4.4.1.3)
Между подшипником и шестерней на том же диаметре, что и подшипник, располагают разделительное кольцо. Диаметральные размеры кольца определяются из услоеия контакта его торцов с колесом и внутренним кольцом подшипника.
Диаметр кольца со стороны подшипника
(4.4.1.4)
где r=2.5 – координата фаски подшипника
мм
Диаметр вала под шестерней
> 
(4.4.1.5)
> 
мм
Диаметр разделительного кольца со стороны шестерни
(4.4.1.6)
гдеƒ=1,2 - размер фаски
мм
4.4.2. Промежуточный вал
Диаметр вала под колесом и шестерней (рис. 4.4.2.1)
(4.4.2.1)
где T2. – вращающий момент на промежуточном валу (п. 2.4), Н-мм;
[τк] =(10 – 13)МПа
мм
Диаметр вала в месте посадки подшипника
(4.4.2.2)
где r = 3 – координата фаски подшипника
мм
Диаметр разделительного кольца со стороны подшипника
(4.4.2.3)
мм
со стороны колеса и шестерни –
(4.4.2.4)
где ƒ=1,6 – размер фаски
Рисунок 4.4.2.1 – Вал промежуточный
4.4.3. Выходной вал монету
Диаметр выходного конца вала (рис. 4.4.3.1)
(4.4.3.1)
где Т3 – вращающий момент на валу (п. 2.4), Н·мм;
[τк]=(20 - 25),МПа – допускаемое напряжение кручения для среднеуглеродистых сталей 35, 40, 45.
мм
Диаметр вала под уплотнение
(4.4.3.2)
где t =2,8 – высота буртика
мм
Рисунок 4.4.3.1 – Вал выходной
Диаметр вала dn в месте посадки подшипника может быть равен диаметру вала под уплотнением или больше его, но кратен пяти, т.е.
(4.4.3.3)
Диаметр разделительного кольца со стороны подшипника
(4.4.3.4)
где r=3 – координата фаски подшипника
мм
Диаметр вала под колесом
> (4.4.3.5)
> 
мм
Диаметр разделительного кольца со стороны колеса
(4.4.3.6)
где ƒ=2 – размер фаски
4.5. Выбор подшипников качения
Подшипники качения выбираются из [II, табл. 24.10, 24.15 -24.17; 3, II.26, II.29 - II.31; 5, II.14, II. 19, II.20] в зависимости от диаметров dп валов, начиная с легкой серии. Для опор валов с цилиндрическими прямозубыми колесами нужно использовать радиальные шариковые подшипники, для валов с цилиндрическими косозубыми, коническими и червячными колесами и для червяка - радиально-упорные для роликовые конические. Для выбранных подшипников из таблиц выписать их маркировку, наружный D и внутренний d диаметры и ширину В, величины статической Соr. и динамической Cr грузоподъемностей.
Подшипники на входной вал:
(7207А) d=35; D=72; B=17; с=15; r=2; r1=0,8; Cr=48,4; C0r=32,5; е=0,37; Y=1,6.
Подшипники на промежуточный вал:
(7308А) d=40; D=90; B=23; с=20; r=2,5; r1=0,8; Cr=80,9; C0r=56; е=0,35; Y=1,7.
Подшипники на выходной вал:
(208) d=55; D=100; B=21; r=2,5; Cr=43,6; C0r=25,0
4.6. Конструирование зубчатых колес
Для изготовления стальных зубчатых колес рекомендуется применять кованые ила штампованные заготовки, имеющие более высокие механические характеристики.
Шестерни (рис. 4.6.1) изготавливают за одно целое с валом, если расстояние а от впадины зуба до шпоночного паза меньше 2,5 m (рис. 4.6.1). Если а ³2,5m, то шестерня выполняется съемной.
Размеры шестерни быстроходной и тихоходной ступеней определены ранее (п. 4.3.2; 4.4.1;4.4.2).
На торцах зубчатого венца выполнить фаски размером ƒ=(0,5 - 0,7)m.
Рисунок 4.6.1 – Размеры шестерни
(4.6.3)
где t2 – глубина паза ступицы
Шестерни выполняются съёмными т.к. а≥2,5m
Конструкцию кованых зубчатых колес (рисунок. 4.8) применяют при наружном диаметре da менее 500 мм.
Диаметр ступицы:
(4.6.1)
где dк – диаметр ступени вала, предназначенной для посадки колеса (п. 4.4.1; 4.4.2), мм.
Длина ступицы
(4.6.2)
Толщина обода колеса
(4.6.4)
где m – модуль передачи, мм.
Величина δ0 должна быть не менее 8 - 10 мм.
Диаметр окружности, по которой располагаются центры отверстий,
(4.6.5)
где
(4.6.6)
мм
мм
мм
мм
Диаметр отверстий, мм,
Толщина диска
(4.6.7)
где вi – ширина венца колеса (п. 4.2, 4.3).
На торцах зубчатого венца, ступицы, углах обода выполнить фаски ƒ, размеры которых ƒ2,4=5
Рисунок 4.6.2 – Размеры зубчатого колеса
4.7. Конструирование корпуса редуктора
Для удобства монтажа деталей корпус обычно выполняют разъемным (рис. 4.7.1). Плоскость разъема проходит через оси валов и,делит корпус на основание (нижнюю часть) я крышку (верхнюю часть).
Рисунок 4.7.1 – Корпус редуктора
Рисунок 4.7.2 – Размеры элементов корпуса редуктора
Рисунок 4.7.3 – Размеры прилива под подшипники корпуса редуктора
Толщина стенки корпуса δк и крышки δ1к редуктора;
(4.7.1)
(4.7.2)
где аωТ – межосевое расстояние тихоходной ступени, мм.
мм
мм
Толщина верхнего фланца основания корпуса редуктора
(4.7.3)
мм
Толщина нижнего фланца основания корпуса редуктора
(4.7.4)
мм
Толщина фланца крышки редуктора
(4.7.5)
мм
Толщина peбep жесткости основания m и крышки m1 редуктора:
(4.7.6)
(4.7.7)
Диаметр фундаментных болтов
(4.7.8)
мм
Диаметр болтов у подшипников
d2 = (0.7 - 0,75) d1 (4.7.9)
мм
Диаметр болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой,
d3= (0,5 - 0.б) d1. (4.7.10)
мм
Диаметр винтов, крепящих смотровую крышку,
d5= (0,3 - 0,4) d1. (4.7.11)
Расстояния от наружной поверхности стенки корпуса С1, С2. С3
до оси болтов d1, d2, d3 и ширины фланцев корпуса К1, К2, К3 в зависимости от диаметров болтов d1, d2, d3 []. Диаметры отверстий под болты принять на I мм больше диаметров болтов.
К1=48 С1=25
К2=36 С2=19,5
К3=33 С3=18
К5=24 С5=13
Расположение оси отверстия для болта диаметром d2 определяется размером е (см. рис. 4.7.2),
(4.7.12)
мм
При конструировании крышки определяющим размером является диаметр D отверстия в корпусе под подшипник (см. рис.-4.7.2). Толщина стенки крышки, диаметр δ3 и число Z винтов крепления крышки к корпусу в зависимости от D [II, с. 128].
Толщина фланца крышки
(4.7.13)
мм
мм
мм
Толщина ножки крышки
(4.7.14)
мм
мм
мм
Длина ножки крышки
(4.7.15)
мм
мм
мм
Диаметр окружности, по которой располагаются оси винтов крепления крышки,
(4.7.16)
где
С4≈d4
мм
мм
мм
Диаметр фланца крышки
(4.7.17)
мм
мм
мм
Диаметр гнезда
(4.7.18)
мм
мм
мм
Промежуточная опора (см.рис..4.7.3) соосно расположенных валов находится внутри корпуса редуктора. В отверстии опоры располагаются подшипники входного и выходного валов, имеющие разные наружные диаметры D1 и D3 Расточку отверстия выполняют со сквозным диаметром D3 Для установки подшипника с меньшим диаметром D1 применяют кольцо (см. рис. 4.7.3). Кольцо фиксируется кольцевым выступом на наружной поверхности, входящим в канавку разъемного корпуса. Подлинники доводятся до упора в торцовые поверхности кольца. Формы канавок, выполняемых в кольца, показаны на рис. 4.7.3 их размеры приведены в табл. 4.4.
Таблица 4.4 Размеры канавок, мм
D1 | b2 | d1 | d2 | R | R1 |
Св. 10 до 50 | Di-0.5 | Di+0.5 | 1.0 | 0.5 | |
Св. 50 до 100 | Di-1 | Di+1.0 | 1.6 | 0.5 | |
Св. 100 | 2.0 | 1.0 |
4.8. Компоновочная схема редуктора
Компоновочную схему редуктора (рис. 4.18.1) выполнять на миллиметровой бумаге формата AI в масштабе 1:1 тонкими линиями(приложение 1), чтобы при необходимости можно было произвести необходимые изменения.
Рисунок 4.8.1 – Размеры для построения редуктора
При выполнении компоновочной схемы размеры принимать из таблицы 4.5
Таблица 4.5
Размеры к компоновочной схеме редуктора
обозначения | наименование | Примечание | |
аω б= аωТ | Межосевое расстояние быстроходной и тихоходной ступеней | 222,75мм | |
а | Расстояние между торцом колеса и внутренней стенкой редуктора | 10мм | |
а 1 | Расстояние между делительным диаметром колеса и стенкой редуктора | а1 б= а + т =13,5мм а1 Т= а + т =14,5мм | |
в i | Ширина венца шестерни | 92,6мм 93,6мм | |
di | Диаметры делительных окружностей зубчатых колес | d4=382.5мм d2=336,9мм | |
l ст | Длина ступицы колеса | l ст2=89,1мм l ст4=89,1мм | |
dст | Диаметр ступицы колеса | dст2=76,8мм dст4=96мм | |
Di
dпi
Bпi | Диаметры наружного и внутреннего колец подшипников, ширина подшипников | Dвх=72, Dп=90,Dвых=100мм dпвх=35, dпп=40, dпвых=55мм Bпвх=17, Bпп=23, Bпвых=21мм | |
Продолжение таблицы 4.5 | |||
обозначения | наименование | Примечание | |
K2 K3 | Размеры фланцев редуктора | 36мм 33мм | |
Dф
δ4 | Размеры крышки подшипника | Dфвх=106; Dфп=124; Dфвых=162мм δ4вх=7,2; δ4пр=7,2; δ4вых=8,4мм | |
е | Расстояние между торцами подшипников в промежуточной опоре | 10мм | |
l1 l2 l3 | Расстояние между центрами подшипников и зубчатых колес промежуточного вала | 68,3мм 161,1мм 67,8мм | |
l4 | Расстояние от крышки подшипника до шкива ременной передачи | (10-15)мм | |
l5 | Ширина шкива ременной передачи | ||
l 6 | Расстояние от крышки подшипника до муфты | (10-15)мм | |
L7 | Длина полумуфты | 105мм | |
4.9. Расчет валов на совместное действие изгиба и кручения
Валы редуктора нагружены силами, действующими в зацеплениях передач, и испытывают деформации изгиба и кручения. Для упрощения расчетов принять, что силы являются сосредоточенными, приложены в серединах венцов зубчатых колес и направлены по нормалям к профилям зубьев в полюсах зацепления. При расчете их раскладывают на составляющие, действующие вдоль координатных осей. Схема редуктора и усилий, действующих в передачах, приведена на рис. 4.9.1
Рисунок 4.9.1– Схема редуктора и усилий, действующих в передачах
Усилия, действующие в передачах:
окружные –
; (4.9.1)
; (4.9.2)
; (4.9.3)
(4.9.4)
радиальные –
; (4.9.5)
; (4.9.6)
; (4.9.7)
(4.9.8)
осевые –
; (4.9.9)
; (4.9.10)
;
где α = 20º– угол профиля делительный;
β – угол наклона линии зуба.
Н;
Н;
Н;
Н
Н;
Н;
Н;
Н
Дата добавления: 2015-08-29; просмотров: 50 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |