Размерный анализ конструкции узла входного вала конического редуктора

Анализ конструкции узла

Выбор посадки с гарантированным натягом

Выбор посадки с зазором

Выбор посадок шпоночного соединения

Выбор посадок подшипников качения

Библиографический список

Анализ конструкции узла

Входной вал конического редуктора

Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора — понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного или сварного стального), в котором помещают элементы передачи — зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. В отдельных случаях в корпусе редуктора размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или устройства для охлаждения.

Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические и т. д.); относительному расположению валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям кинематической схемы (развернутая, с раздвоенной ступенью и т. д.).

Конические редукторы применяют для передачи движения между валами, оси которых пересекаются обычно под углом 90є. Передачи с углами, отличными от 90є, встречаются редко.

Наиболее распространённый тип конического редуктора — редуктор с вертикально расположенным тихоходным валом. Возможно исполнение редуктора с вертикально расположенным быстроходным валом; в этом случае привод осуществляется от фланцевого электродвигателя

У редукторов с коническими прямозубыми колёсами допускаемая окружная скорость (по делительной окружности среднего диаметра) v? 5 м/с. При более высоких скоростях рекомендуют применять конические колёса с круговыми зубьями, обеспечивающими более плавное зацепление и большую несущую способность.

Выбор посадки с гарантированным натягом

Посадки с гарантированным натягом предназначены для получения неподвижных неразъемных соединений без дополнительного крепления деталей, хотя иногда и в этом случае используют шпоночные, штифтовые и другие средства крепления. Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет сил сцепления (трения), возникающих на контактирующих поверхностях вследствие их деформации, создаваемой натягом в процессе сборки. Благодаря надежности и простоте конструкции деталей и сборки соединений, эти посадки применяют во всех отраслях машиностроения (например, при сборке осей с колесами на железнодорожном транспорте, вендов со ступицами червячных колес, вкладышей подшипников скольжения с корпусами и т. п.).

Предельные значения натягов выбранной прессовой посадки должны удовлетворять следующим условиям.

[Nmin]? Nmin

[Nmax]? Nmax

[Nmax] = 99 мкм

[Nmin] = 7 мкм

Nmax = 50 мкм

Nmin = 9 мкм

Dmax = D + ES = 40 + 0.025 = 40.025 мм

Dmin = D + EI = 40 + 0 = 40 мм

dmax = d + es = 40 + 0.050 = 40.050 мм

dmin = d + ei = 40 + 0 = 40,034 мм

[Nmin]? Nmin [Nmax]? Nmax

7 мкм? 9 мкм 99 мкм? 59 мкм

Рисунок 1 — Схема полей допусков с натягом

Выбор посадки с зазором

Выбрать и обосновать посадку, обозначенную на чертеже буквой «б». Рассчитать предельные отклонения, размеры, зазоры. Построить схему полей допусков. Выбранную посадку поставить на чертежах

Выбор посадки сопряжения «вал — распорная втулка».

Для сопряжения вал — распорная втулка выберем посадку .

Обоснованием для этого является:

Распорная втулка предназначена для ограничения смещения в осевом направлении внутренних колец подшипников качения и во время работы относительно вала неподвижна, а поэтому принят низкий, 11-й квалитет;

При сборке (разборке) подшипникового узла распорная втулка должна надеваться на вал, свободную, поэтому принята с большим зазором;

При выборе такой посадки вал будет иметь уменьшение диаметра между посадочными местами подшипников качения, что облегчит сборку подшипникового узла.

1(+0.16)

TD = 160 мкм

EI = 0 мкм

ES = 160 мкм

Dmax = D + ES = 45 + 0.16 = 45.16 мм

Dmin = D + EI = 45 + 0 = 45.0 мм

1(+0.16)

Td = 160 мкм

es = -80 мкм

ei = -240 мкм

dmax = d + es = 45 + (-0.080) = 44.920 мм

dmin = d + ei = 45 + (-0.240) = 44.760 мм

Smax = ES — ei = 160 — (-240) = 400 мкм

Smin = EI — es = 0 — (-80) = 80 мкм

T (S): Smax — Smin = TD + Td

400 — 80 = 160 + 160

320 мкм = 320 мкм

+160

Н11

Smin Smax

-80

d11

-240

Рисунок 2 — Схема полей допусков посадки с зазором

Выбор посадок шпоночного соединения

Шпонка призматическая

Соединений нормальное

Длина шпонки — lШ 80 мм

По ГОСТу 23 360−78 найдем размеры шпоночного соединения:

Ширина — в = 12 мм

Высота — h = 8 мм

Глубина паза вала — t1 = 5 мм

Глубина паза втулки — t1 = 3.3 мм

Найдем допуски сопряженных размеров:

Ширина шпонки 12h9(-0.043) мм

Ширина паза вала 12 N9(-0.043) мм

Ширина паза втулки 12Ys9(±21.5) мм

Найдем допуски несопряженных размеров:

Высота шпонки 8h11(-0.090) мм

Глубина паза вала 5+0,2 мм

Глубина паза втулки 3,3+0,2 мм

Длина шпонки 80h14(-0.740) мм

Длина паза вала 80H15(+1,2) мм

^+21.5

0 Ys9

h9 N9

^-21.5

^{-43 -43}

Рисунок 3 — Схема полей шпоночного соединения

Выбор посадок подшипников каченя

6 — 7209

R = 10kH

150%

Вал — вращается

Внутренняя — циркуляционная

Наружная — местная

По справочнику конструктора машиностроителя находим размеры подшипника:

d = 45 мм

D = 85 мм

B = 19 мм

r = 2.0 мм

Определим виды погружения колец:

Для циркуляционно-нагруженного кольца определим интенсивность нагрузки.

, где R — нагрузка, действующая на подшипники

в — высота посадочного места

Kп — динамический коэффициент

Кп = 1, если перегрузка в узле равна до 150%

Кп = 1,8, если перегрузка в узле равна до 300%

Выбираем посадку циркуляционно-нагрузочного кольца:

Выбираем посадку местно-нагрузочного кольца подшипника:

+21

k6

+2

l6

-12

+17.5

Ys7

l6

-17.5 -13

Рисунок 4 — Схема полей допусков подшипника качения

Расчет монтажного зазора в подшипнике качения

Nmax = ls — EI

Nmax = 1.5 — (-6) = 10.5 мкм

g = gн — ?d1max

gmax = 45 мкм

gmin = 15 мкм

gн = (45+15)/2 = 30 мкм

?d1max = 0.85 * 10.5 d/d0 = 0.85 * 10.5 *0.8 = 7.046 мкм

d0 = d = (D — d)/4 = 30 + (62 — 30)/4 = 38 мкм

g = 30 — 7.046 = 22.95 мкм

т.к. g>0, то посадка выбрана правильно.

Библиографический список

узел вал редуктор посадка

Байделюк В. С. Основы взаимозаменяемости: учебное пособие для студентов специальности 30 500 всех форм обучения и учащихся техникумов и колледжей. — Красноярск: СибГТУ, 2011. — 124 с.

ГОСТ 25 346–89. Основные нормы взаимозаменяемости ЕДСП. Общие положения, ряды допусков и основных отложений.

ГОСТ 24 853–81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.

ГОСТ 23 360–78. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и сечения пазов. Допуски и посадки.