Одноступенчатый целиндрический редуктор

Для посадки с натягом определим методом линейной интерполяции, = 4,3. Значение вычислим по формуле

+0,4 = 4,3∙0,6 + 0,4 = 2,98

Коэффициент влияния шероховатости поверхности.

Примем, что поверхность вала под подшипник получена чистовым шлифованием с мкм. По величине найдем Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла:

Коэффициент влияния упрочнения.

Примем, что на участке вала упрочнение отсутствует. Тогда K.

Коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали:

Курсовой проект Лист 30 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Коэффициенты запаса прочности.

Значения и определим по формулам:

Общий коэффициент запаса прочности

Усталостная прочность вала в сечении С обеспечена.

Расчет вала в сечении 0.

Определение нагрузок.

Суммарный изгибающий момент: Н∙м.

В сечении также действует крутящий момент Н∙м.

Геометрические характеристики сечения.

В сечении 0 имеется шпоночный паз со следующими размерами мм; мм.

Осевой момент сопротивления:

мм Полярный момент сопротивления:

мм Площадь сечения:

мм Определение напряжений.

Напряжения изгиба меняются по симметричному циклу с амплитудой:

МПа Касательные напряжения меняются по отнулевому циклу:

МПа Курсовой проект Лист 31 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Пределы выносливости.

Пределы выносливости углеродистых сталей при симметричном цикле изгиба и кручения определяем по следующим формулам:

МПа МПа Эффективные коэффициенты концентраций напряжений и коэффициенты влияния размера поперечного сечения.

В опасном сечении имеется концентрат напряжений — шпоночный паз.

Для шпоночного паза эффективные коэффициенты концентрации напряжений определим методом линейной интерполяции: .

Коэффициенты влияния размера поперечного сечения вычислим по формулам:

Для шпоночного паза

Коэффициент влияния шероховатости поверхности.

Примем, что поверхность вала получена чистовым обтачиванием с мкм. По величине найдем .

Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла:

Коэффициент влияния упрочнения.

Примем, что на участке вала с опасным сечением упрочнение отсутствует. Тогда K.

Курсовой проект Лист 32 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали:

Коэффициент запаса прочности.

Значение определим по формуле:

Усталостная прочность вала в сечении 0 обеспечена.

Выбор подшипников качения

Предварительный выбор подшипников осуществляем по диаметру участка вала, предназначенного для установки подшипника.

Для тихоходного вала выбираем подшипник радиально-упорный № 46 210:

D = 90 мм В = 20 мм

d = 50 мм С = 40,6 кН С= 24,9 кН Расчет на долговечность (базовый расчетный ресурс) подшипника.

Суммарные опорные реакции:

Н [3, стр.

133]

Н [3, стр.

133]

Вычислим отношение: Fα / Fr1 = 449 / 2215 = 0,20

Fα / Со = 449 / 24 900 = 0,019

По [2] для 0,019 определяем:

е = 0,3; Y = 1,81

Курсовой проект Лист 33 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Поскольку 0,20 < е, то принимаем: Х = 1, Y = 0.

Температурный коэффициент.

При рабочей температуре подшипника принимаем .

Коэффициент безопасности.

Примем, что зубчатая передача имеет 8-ю степень точности. Коэффициент безопасности в этом случае .

Эквивалентная динамическая нагрузка Н [3, стр.

134]

Долговечность подшипника при максимальной нагрузке:

ч [3, стр.

134]

где m = 3 — показатель степени кривой усталости для шарикоподшипников, Р — эквивалентная динамическая нагрузка.

Эквивалентная долговечность подшипника;

ч [3, стр.

134]

где — коэффициент эквивалентности для легкого режима нагружения.

Поскольку ч, то выбранный подшипник удовлетворяет заданным условиям работы.

Для быстроходного вала выбираем подшипник радиально-упорный № 46 208:

D = 80 мм В = 18 мм

d = 40 мм С = 36,8 кН С= 21,4 кН Расчет на долговечность (базовый расчетный ресурс) подшипника.

Суммарные опорные реакции:

Н Н

Курсовой проект Лист 34 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Вычислим отношение: Fα / Fr2 = 449 / 1828 = 0,25

Fα / Со = 449 / 21 400 = 0,021

По [2] для 0,021 определяем:

е = 0,28; Y = 1,78

Поскольку 0,25 <�е, то принимаем: Х = 1, Y = 0.

Температурный коэффициент.

При рабочей температуре подшипника принимаем .

Коэффициент безопасности.

Примем, что зубчатая передача имеет 8-ю степень точности. Коэффициент безопасности в этом случае .

Эквивалентная динамическая нагрузка:

кН Долговечность подшипника при максимальной нагрузке:

ч где m = 3 — показатель степени кривой усталости для шарикоподшипников, Р — эквивалентная динамическая нагрузка.

Эквивалентная долговечность подшипника ч

где — коэффициент эквивалентности для легкого режима нагружения.

Поскольку ч, то выбранный подшипник удовлетворяет заданным условиям работы.

7. Проверка шпонок на смятие

Расчет призматических шпонок выполняем как проверочный расчет на смятие по формуле:

[3, стр.

168] Курсовой проект Лист 35 Изм. Лист № докум. Подпись Дата где Т — крутящий момент на участке вала со шпоночным пазом, Н∙м;

h — высота шпонки; t — глубина паза на валу; lрабочая длина шпонки;

напряжение смятия.

Для шпонок со скругленными концами

[3, стр.

168]

где l — длина шпонки, b — ширина шпонки.

Для стальных ступиц при реверсивном приводе =120 МПа.

Тихоходный вал.

Участок 1.

МПа Участок 4.

МПа Быстроходный вал.

Участок 1.

МПа

8. Смазка Смазка зубчатых колес, выбор сорта масла, количество, контроль уровня масла.

Для уменьшения потерь мощности на трение, снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, отвода тепла и продуктов износа от трущихся поверхностей и защиты от коррозии следует использовать смазку.

Для зубчатых передач, работающих при окружных скоростях меньше 12 м/с, обычно применяют картерное смазывание, погружая зубчатые или червячные колеса в масло на глубину, не превышающую половины радиуса колеса.

Курсовой проект Лист 36 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Так как контактные напряжения меньше 600 МПа и окружная скорость равна 2,54 м/с, то применяем сорт смазочного масла: И-Г-А-32 (И — индустриальное, Гпредназначено для гидравлических систем, А — по эксплуатационным свойствам является маслом без присадок, класс кинематической вязкости — 32).

Кинематическая вязкость: 28…37 ммс при 40С. Для контроля за уровнем масла используется фонарный маслоуказатель. Для слива масла служит отверстие у дна корпуса, закрываемое пробкой с цилиндрической резьбой.

В крышке редуктора имеется люк. В крышке люка устанавливается отдушина, через которую выходит воздух, расширяющийся при выделении тепла в зацеплении. Люк, закрываемый крышкой, используется для заливки масла и осмотра.

Для смазки подшипников качения в цилиндрических редукторах применяем жидкие смазочные материалы, т.к. используем картерную смазку зубчатой передачи при окружной скорости м/с. При этом происходит разбрызгивание масла и внутри картера образуется масляный туман, обеспечивающий смазку подшипников.

9. Уплотнительные устройства

В качестве уплотнительных устройств используем манжеты типа I (без пыльника). На тихоходном валу в сквозную торцевую крышку устанавливается манжета I.1−4565−1 ГОСТ 8752–79, на быстроходном валу — манжета I.1−3252−1 ГОСТ 8752–79. Манжеты выбраны в соответствии с диаметром участка вала, на который они устанавливаются.

10. Порядок сборки редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:

на ведущий вал насаживают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80−100оС; Курсовой проект Лист 37 Изм. Лист № докум. Подпись Дата в ведомый вал закладывают шпонку 16×10×50 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпусе с помощью двух цилиндрических штифтов; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжетные уплотнения, пропитанные горячим маслом. Проверяют проворачиванием валов отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки болтами.

Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и фонарный маслоуказатель.

Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.

Курсовой проект Лист 38 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Заключение

Спроектирован одноступенчатый горизонтальный цилиндрический редуктор с косозубой передачей. Техническая характеристика редуктора: крутящий момент на тихоходном валу 187,25 Н∙м, частота вращения ведомого вала 255 об/мин, передача реверсивная. Для смазки зубчатой передачи предусматривается применение масла И-Г-А-32 (ГОСТ 17 479.

4−87).

Проект выполнен в соответствии с заданием.

Курсовой проект Лист 39 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

1. Чернавский С. А., Чернин И. М. и др., Курсовое проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1988. 416с., ил.

2. Казанский Г. И. Детали Машин: Методические указания по выполнению курсового проекта. Свердловск: изд-во УПИ, 1991.

50с.

3. Баранов Г. Л. Расчет деталей машин/ Г. Л. Баранов. Екатеринбург: УГТУ, 2007

4. Баранов Г. Л. Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора / Г. Л. Баранов. Екатеринбург: УГТУ, 2005. 43 с.

Курсовой проект Лист 40 Изм. Лист № докум. Подпись Дата