Расчет редуктора

е. диаметр вала конструктивно увеличен) и проверку усталостной прочности данного сечения не производим. Опасным в нашем случае является сечение С, в котором имеется несколько концентраторов напряжений.

(шпоночный паз, посадка с натягом, галтель) и действуют пиковые изгибающие моменты и полный вращающий момент (9.1).

Определим коэффициент запаса усталостной прочности по формуле:

(9.2).

где: — коэффициенты запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям соответственно;

— допускаемое значение коэффициента запаса усталостной прочности (=2.5÷4).

Коэффициент запаса усталостной прочности:

— по нормальным напряжениям:

; (9.3).

— по касательным напряжениям:

; (9.4).

где: — пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:

(9.5).

(9.6).

где: — предел прочности (для стали 45 = 890 МПа);

;

.

— амплитудные значения напряжений изгиба и кручения;

— средние значения напряжений изгиба и кручения (при реверсивном режиме работы).

(9.7).

Для определения найдем осевой момент сопротивления:

(9.8).

.

(9.9).

Для определения найдем полярный момент сопротивления:

(9.10).

(9.11).

Имеем:

— коэффициенты концентрации напряжений, зависят от типа кон.

центратора и прочности материала;

— коэффициент, учитывающий размер (диаметр) детали;

— коэффициент, учитывающий состояния поверхности вала;

— коэффициенты асимметрии цикла.

Принимаем значения коэффициентов:

— коэффициенты концентрации напряжений от шпоночного паза при σв=600 МПа.

/1, табл.

6.5/;

— коэффициенты, учитывающие размер детали (при d =45 мм).

/1, табл. 6.8/;

— коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки.

;

— коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали.

/1, стр.

100/.

Коэффициент запаса усталостной прочности:

— по нормальным напряжениям:

;

— по касательным напряжениям:

;

Коэффициент запаса усталостной прочности:

.

Ведомый вал Определим изгибающие моменты:

Вертикальная плоскость:

;

;

Горизонтальная плоскость:

;

Рисунок 9.2 — Расчетная схема ведомого вала.

По полученным данным построим эпюры изгибающих и вращающего моментов (рис.

9.2).

Из эпюр следует, что опасными являются сечения вала в точках В, С и D, где действуют пиковые изгибающие и вращающий моменты и имеются концентраторы напряжений (шпоночные пазы, посадки с натягом). Для данного вала определим коэффициенты запаса усталостной прочности в сечениях D и С.

Рассмотрим сечение B:

Осевой момент сопротивления:

(9.12) ;

Полярный момент сопротивления:

(9.13).

Максимальный изгибающий момент в сечении B:

Амплитудные значения напряжений изгиба и кручения.

.

Пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:

где: — предел прочности (для стали 45 = 890 МПа);

;

.

Принимаем значения коэффициентов:

— отношения коэффициентов концентрации напряжений от посадки с натягом к коэффициентам, учитывающим размер детали при σв=900 МПа и d=63 мм.

/1, табл.

6.7/;

— коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки.

;

— коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали.

/1, стр.

100/.

Коэффициенты запаса усталостной прочности:

— по нормальным напряжениям:

;

— по касательным напряжениям:

.

Общий коэффициент запаса усталостной прочности в сечении В:

.

Рассмотрим сечение С:

В данном сечении общий коэффициент запаса усталостной прочности будет равен коэффициенту запаса усталостной прочности по касательным напряжениям.

Полярный момент сопротивления:

Пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:

где: — предел прочности (для стали 45 = 890 МПа);

;

.

— коэффициент концентрации напряжений от шпоночного паза при σв=900 МПа.

/1, табл.

6.5/;

— коэффициенты, учитывающие размер детали (при d =42 мм).

/1, табл. 6.8/;

— коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки.

;

;

коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали.

/1, стр.

100/.

Коэффициент запаса усталостной прочности:

S =.

Усталостная прочность и жесткость обоих валов обеспечена.

.

10. Выбор муфт.

Выбор муфт осуществляется по расчетному вращающему моменту и диаметру вала /1, стр. 170/:

[Т] (10.1).

где: — номинальный вращающий момент;

— коэффициент, учитывающий характер нагрузки (примем =1.2);

[Т]- табличное значение момента для выбраной муфты.

Для быстроходного вала:

;

Принимаем муфту МУВП с расчетным моментом; посадочными диаметрами Ø24 мм, Ø28 мм /1, табл. 9.5/.

Для тихоходного вала:

;

Принимаем муфту МУВП с расчетным моментом; посадочным диаметром Ø42 мм /1, табл. 9.5/.

11. Выбор посадок деталей редуктора.

Согласно СТ СЭВ 144−75 назначаем следующие посадки для деталей редуктора /1, табл. 8.11/:

Для подшипниковых узлов:

— наружные кольца подшипника — Н7;

— внутренние кольца подшипников — k6.

Выходные концы валов — n6.

Участки валов под уплотнениями — f8.

Посадки зубчатых колес на валы — Н7/р6.

Посадки шпонок в шпоночных пазах валов — Р9.

Посадки шпонок в шпоночных пазах зубчатых колес — Js9.

12. Смазка редуктора.

В редукторе смазыванию подлежат зубчатые зацепления и подшипники качения. Т.к. окружная скорость зубчатых колес в обоих зацеплениях превышает 1 м/с для смазывания зубьев применим картерную смазку, при которой зубья колеса второй ступени погружаются в масло и разбрызгивают его, обеспечивая смазывание зубьев всех зубчатых колес. Для предотвращения попадания продуктов износа зубьев вместе с маслом при разбрызгивании на беговые дорожки и тела качения подшипников применим раздельную смазку: для зубчатых колес — жидкое масло, дл подшипников качения — пластичную смазку. При этом в расточках корпуса под подшипниковые узлы разместим мазеудерживающие кольца, предотвращающие вымывание пластичной смазки жидким маслом.

Рекомендуемая вязкость масла при скорости v=1,065 м/с ϑ=118 сСт /1, табл.

8.8/. Учитывая требуемую вязкость смазки, в зависимости от окружной скорости, в качестве смазки зубчатых колес редуктора примем индустриальное масло И-100А, вязкость которого составляет ϑ=90−118 сСт /1, табл. 8.10/.

Глубину погружения зубьев зубчатого колеса второй ступени в масляную ванну примем равной высоте зуба /1, стр.

162/.

Количество масла определим по формуле:

(12.1).

В качестве смазки подшипниковых узлов примем солидол марки УС-1, которым заполняется 1/3 камеры каждого подшипникового узла при сборке редуктора.

13. Сборка редуктора Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают масляной краской.

Сборку осуществляют в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:

— на ведущий вал устанавливают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80−100° С, а затем закладывают шпонку;

— в промежуточный и ведомый валы закладывают шпонки и напрессовывают зубчатые колеса до упора в бурты валов; затем устанавливают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и устанавливают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса герметикой.

Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух штифтов. Затем затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают уплотнения. Проворачиванием валов проверяют отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки подшипников винтами.

Затем ввертывают пробку масловыпускного отверстия с прокладкой, сапун и жезловой маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.

1. Чернавский С. А. Курсовое проектирование деталей машин /С.А.Чернавский, Г. М. Ицкович, К. Н. Боков, И. М. Чернин, Д. В. Чернилевский. — М.: Машиностроение, 1979 г. — 351 с.

2.. Шейнблит А. Е. Курсовое проектирование деталей машин / А. Е. Шейнблит. — М.: Высшая школа, 1991 г. — 432 с.

3. Чернин И. М. Расчеты деталей машин / И. М. Чернин.- Минск: Выш. школа, 1978 г. — 472 с.

dП1.

b.

Эп. Т, Н·мм.

Эп. Мизг.

г. п., Н·мм.

Эп. Мизг.

в.п., Н·мм.

FМ2.

Ft2.

ХA.

b.

a.

B.

C.

A.

D.

ХВ.

l.

ZВ.

ZА.

Fr2.

Fa2.

Fa2.

Fa1.

dБ1.

dК1.

dП1.

dу1.

dB1.

dП2.

dК2.

dБ2.

dК2.

dП2.

Ft1.

Fr1.

Ft2.

Fr2.

l.

YB.

ХA.

b.

a.

B.

A.

ХВ.

ZВ.

ZА.

Fa2.

h.

t1.

d.

l.

Эп. Т, Н·мм.

Эп. Мизг.

г. п., Н·мм.

— 5332.

d2.

Fr2.

Ft2.

Fa1.

Fr1.

Эп. Мизг.

в.п., Н·мм.

Ft1.

ХA.

b.

a.

B.

C.

A.

D.

ХВ.

l.

ZВ.

ZА.

Fa2.