Расчет и проектирование валов и корпуса редуктора. 
Выбор подшипников

Проектным расчетом определяется минимальный диаметр вала (диаметр выходного конца вала, предназначенного для установки муфты) из расчета на кручение по пониженным допускаемым напряжениям. Диаметры цапф должны быть согласованы с диаметрами внутренних колец подшипников, а всех остальных участков — с рядом нормальных линейных размеров Ra40.

Определяем минимальные диаметры ведущего и ведомого валов редуктора из расчета на кручение по пониженным допускаемым напряжениям:

м (21).

где — допускаемое касательное напряжение, МПа. Для стальных валов принимается в пределах 13…15 МПа;

— крутящий момент на i-том валу, .

На ведущем, на ведомом .

Диаметр выходного конца ведущего вала:

Выходной конец вала предназначен для установки муфты, поэтому его диаметр согласовываем с диаметром посадочного отверстия втулки полумуфты при помощи таблицы 4 приложения С. Для соединения валов применяем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП, смягчающую удары при передаче вращающих моментов благодаря наличию на пальцах муфты упругих резиновых втулок.

Принимаем Минимальная разница диаметров вала одной ступени должна быть не менее 2 мм, поэтому назначаем, используя каталог подшипников и ряд нормальных линейных размеров, следующие диаметры участков ведущего вала: 30 мм — для установки уплотнительной манжеты и посадки внутренних колец подшипников, = 32 мм — для посадки зубчатого колеса.

При выполнении следующего условия вал и шестерню целесообразно изготавливать в виде одной детали:

.

В нашем случае.

.

поэтому вал и шестерню будем изготавливать не в виде одной детали «вал-шестерня», а каждую деталь отдельно.

Диаметр выходного конца ведомого вала:

Принимаем, диаметр для установки уплотнительной манжеты и посадки внутренних колец подшипников — 50 мм, для посадки зубчатого колеса — = 53 мм. Высота буртика — 5 мм.

Длины участков валов определяются при выполнении эскизной компоновки редуктора.

Определяем основные геометрические размеры корпуса редуктора.

Толщина стенки корпуса редуктора (должна быть не менее 8 мм).

мм.

Принимаем толщину стенки корпуса редуктора мм. Толщина верхнего и нижнего поясов (фланцев) редуктора мм. Толщина нижнего пояса корпуса редуктора мм. Принимаем p = 19 мм. Толщина ребер мм. Принимаем мм.

Зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса редуктора мм. Принимаем мм. Минимальный допускаемый зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса редуктора мм.

Определяем диаметр ступицы зубчатого колеса мм. Принимаем мм. Толщина обода колеса мм (должна быть не менее 8 мм). Принимаем мм. Толщина диска зубчатого колеса мм. Диаметр отверстий в диске принимаем исходя из следующего ориентировочного расчета:

мм.

Принимаем по ряду нормальных линейных размеров мм.

При величине межосевого расстояния a_w до 100 мм в качестве фундаментного болта принимается болт размером М12 (4 штуки), при величине a_w свыше 100 до 200 мм — М16 (4 штуки), свыше 200 до 250 мм — М20 (4 штуки), до 355 мм — М24 (6 штук). В нашем случае принимаем d_ф = М16. Тогда диаметр фланцевых болтов, соединяющих основание корпуса с верхней его частью.

мм.

Принимаем d_фл = М12. Диаметр винтов, крепящих смотровые крышки, тогда мм. Принимаем d_см = М6.

Определяем размеры подшипниковых гнезд ведущего и ведомого валов редуктора. Диаметр отверстия подшипникового гнезда D_1H7 соответствует наружному диаметру наружного кольца подшипника, т. е. D_1H7 = 62 мм для ведущего вала и D_1H7 = 90 мм для ведомого. Наружный диаметр подшипникового гнезда D₂, соответствующий диаметру подшипниковой крышки, осевой диаметр D₃, диаметр винтов d_п, их количество n, а также толщина подшипниковой крышки h определяются в зависимости от величины D_1H7 при помощи таблицы 5 приложения С. Размеры гнезда подшипника ведущего вала: D_1H7 = 62 мм, D₂ = 90 мм, D₃ =75 мм, d_п = М6, n = 4 шт., h = 7 мм. Размеры гнезда подшипника ведомого вала: D_1H7 = 90 мм, D₂ = 125 мм, D₃ = 106 мм, d_п = М8, n = 6 шт., h = 8 мм.

Ширина K₁ нижнего пояса (лапы) определяется в зависимости от величины фундаментных болтов, а ширина K верхнего пояса (фланца, соединяющего основание корпуса с крышкой корпуса) определяется в зависимости от величины болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой по таблице 6 приложения С. Аналогично определяется расстояние c₁ от наружной стенки корпуса до оси фундаментного болта и расстояние c от наружной стенки корпуса до оси фланцевого болта. По величине фундаментного болта d_ф = М16 при помощи таблицы 6 приложения С определяем K₁ = 39 мм, c₁ = 21 мм. По величине фланцевого болта d_фл = М12 определяем K = 33 мм, c = 18 мм. Размеры K и c на компоновочном эскизе не отражены, они должны были бы быть использованы при вычерчивании видов сбоку и сверху на сборочном чертеже редуктора.

Примечание:

Объем данной курсовой работы не позволяет произвести расчет и выбор подшипников по динамической грузоподъемности. Поэтому подшипники выбираются из следующих соображений: для прямозубого зацепления выбираются радиальные шариковые или роликовые цилиндрические подшипники легкой или средней серии. Для косозубого зацепления выбираются радиально-упорные шариковые или роликовые конические подшипники легкой или средней серии. Подбирается подшипник таким образом, чтобы диаметр внутреннего кольца подшипника соответствовал диаметру вала в месте его посадки. В пояснительной записке указываются условный номер подшипника, внутренний диаметр внутреннего и наружный диаметр наружного колец, паспортная динамическая и статическая грузоподъемности.

Проектируемая механическая передача имеет прямозубые зубчатые колеса. В прямозубом зацеплении возникают осевые силы, поэтому для установки валов на опоры качения должны быть использованы радиальные шариковые подшипники.

Для ведущего вала выбираем шарикоподшипники радиальные шариковые легкой серии условный номер 206 со следующими характеристиками: внутренний диаметр внутреннего кольца d = 30 мм, наружный диаметр наружного кольца D = 62 мм, ширина подшипника В = 16 мм, статическая грузоподъемность С = 15,0 кН, динамическая грузоподъемность С₀ = 10,0 кН.

Для ведомого вала выбираем шарикоподшипники радиально-упорные легкой серии условный номер 210 со следующими характеристиками: внутренний диаметр внутреннего кольца d = 50 мм, наружный диаметр наружного кольца D = 90 мм, ширина подшипника В = 20 мм, статическая грузоподъемность С = 27,0 кН, динамическая грузоподъемность С₀ = 19,7 кН.