Червячный редуктор

Подпись Дата

Рисунок 5.

Осевые нагрузки подшипников:

Рα1 = S2 = 410 H

Рα2 = S2+ Fα1 = 410 + 5264 = 5674 H

Подшипник № 1:

Рα1 / R1 = 410 / 1118 = 0,37 > е = 0,36

РЭ1 = (x · v · R1 + y · Рα1) · kσ · kT = (0,4 · 1 · 1118 + 1,65 · 410) · 1,2 · 1 = 1348 H

Подшипник № 2:

Рα2 / R2 = 5674 / 1373 = 4,13 > е = 0,36

РЭ2 = (x · v · R2 + y · Рα2) · kσ · kT = (0,4 · 1 · 1373 + 1,65 · 5674) · 1,2 · 1 = = 11 894 H Лист 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Расчетная долговечность, млн. об.:

L = (C/ РЭ2)3 · = (84,2/ 11,894)

3 · = 98 млн. об.

Расчетная долговечность, ч:

Lh = L· 106/60n = 98· 106/60·606,5 = 57 825 час

57 825 час >39 244,8 час Тихоходный вал.

Дано:

Ft2 = 5264 H

Fr2 = 1916 H

Fα2 = 783 H

Fм = 125 = 125 = 2868 Н Определим реакции опор (рис. 6):

Ry1 = -(Fr2 · l2 + Fα2 · (d2 / 2)) / l =

= -(1916· 60 + 783 · 100) / 120 = -1610 Н

Ry2 = (-Fr2 · l1 + Fα2 · (d2 / 2)) / l =

= (-1916· 60 + 783 · 100) / 120 = -306 Н

Ry1 + Ry2 + Fr2 = -1610−306+1916 = 0

Rx1 = (Ft2 · l2 — Fм · l3) / l =

= (5264· 60 — 2868 · 82) / 120 = 672 Н

Rx2 = -(-Ft2 · l1 — Fм · (l1 + l2 + l3) / l =

= (-5264 · 60 — 2868 · 202) / 120 = -7460 Н Проверка:

ΣХ = 0: Ft2 — Rx1 + Fм — Rx2 = 0

5264 — 672 + 2868 — 7460= 0

Суммарные реакции:

R1 = = = 1745 H

R2 = = = 7466 H

Лист 22 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

Рисунок 6

Берем подшипники роликовые конические № 7209А ГОСТ 27 365–87

d = 45 мм; С = 62,7 кН;

D = 85 мм; С0 = 50 кН;

В = 19 мм.

Вычислим отношение: Fα2 / R2 = 783 / 7466 = 0,10

Fα2 / Со = 783 / 50 000 = 0,016

По таблице [2] для 0,05 определяем:

е = 0,41; Y = 1,45

Поскольку 0,10 < е, то принимаем: Х = 1, Y = 0.

Лист 23 Изм. Лист № докум. Подпись Дата РЭ = (Х R2 + Y Fα) · Kδ · Kт, где:

Kδ = 1,2

Kт = 1, при t ≤ 100 °C;

РЭ = (1· 7466 + 0 · 783) · 1,2 · 1 = 8960 Н Расчетная долговечность, млн. об.:

L = (C/ РЭ)3 · = (62,7/ 8,96)3,33 · = 174 млн. об.

Расчетная долговечность, ч:

Lh' = (L · 106)/(60 · n2) = (174 · 106)/(60 · 30,3) = 64 576 час.

64 576 час >39 244,8 час

Лист 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

7. Уточненный расчет валов

Быстроходный вал.

Материал вала — сталь 40Х, НВ = 240, σв = 790 МПа, σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, [2].

Опасным сечением является червяк.

Мх = 164 Н· м Му = 232 Н· м Мсеч = = = 284 Н· м.

Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.

σа = σu = Мсеч / 0,1d13 = 284 · 103 / 0,1 · 803 = 3,9 МПа

τа = τк /2 = Т1 / 2 · 0,2d13 = 32,9 · 103 / 0,4 · 803 = 0,2 МПа Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];

KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].

KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ - 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 — 1) · 1 = 3,8

KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ - 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 — 1) · 1 = 2,2

σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 97,4 МПа

τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 95,5 МПа

Sσ = σ-1Д / σа = 97,4 / 3,9 = 25; Sτ = τ -1Д / τ а = 95,5 / 0,2 = 477,5

S = Sσ Sτ / = 25 · 477,5 / = 25 > [S] = 2,5

Прочность вала обеспечена.

Тихоходный вал.

Опасное сечение — опора 2.

Концентрация напряжений в опасном сечении вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал с натягом.

Материал вала — сталь 40Х, НВ = 240, σв = 790 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,

σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].

Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.

Лист 25 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Мсеч = FM l3 = 2868 · 0,082 = 235 Н· м;

σа = σu = Мсеч / 0,1d33 = 235 · 103 / 0,1 · 453 = 25,8 МПа

τа = τк /2 = Т3 / 2 · 0,2d33 = 526,4 · 103 / 0,4 · 453 = 14,4 МПа Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];

KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].

KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ - 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 — 1) · 1 = 3,8

KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ - 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 — 1) · 1 = 2,2

σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа

τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа

Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 25,8 = 3,7; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 14,4 = 6,3

S = Sσ Sτ / = 3,7 · 6,3 / = 3,2 > [S] = 2,5

Прочность вала обеспечена.

Лист 26 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

8. Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений

Шпонки призматические по ГОСТ 23 360–78.

Материал шпонок: сталь 45, нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности:

σсм = 2 Т / d (l — b)(h — t1) ≤ [σ]см Допускаемые напряжения смятия:

— стальная ступица [σ]см = 110…190 МПа;

— чугунная ступица [σ]см = 55…95 МПа.

Быстроходный вал Ø55 мм, шпонка 16×10×50, t1 = 6 мм.

σсм = 2 · 32,9 · 103 / 55 · (50 — 16)(10 — 6) = 27,4 МПа < [σ]см Тихоходный вал Ø45 мм, шпонка 14×9×63, t1 = 5,5 мм.

σсм = 2 · 526,4 · 103 / 45 · (63 — 14)(9 — 5,5) = 109 МПа < [σ]см Тихоходный вал Ø55 мм, шпонка 16×10×56, t1 = 6 мм.

σсм = 2 · 526,4 · 103 / 55 · (56 — 16)(10 — 6) = 103 МПа < [σ]см Условия выполняются. Шпонки пригодны.

Лист 27 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

9. Выбор и расчет количества масла

Рекомендуемая вязкость масла при

[σ]H = 245 МПа и v = 2,54 м/с будет равна 18 · 10−6 м2 / с.

Примем масло авиационное МК-22 ГОСТ 21 743–76.

Слив масла осуществляется через сливное отверстие, предусмотренное при проектировании данного редуктора.

Смазывание подшипников осуществляется масляным туманом.

Лист 28 Изм. Лист № докум. Подпись Дата

10. Сборка редуктора

Детали перед сборкой промыть и очистить.

Сначала устанавливаем в корпус редуктора быстроходный вал. Подшипники закрываем крышками.

Далее собираем тихоходный вал: закладываем шпонки; закрепляем колесо; устанавливаем подшипники. Собранный вал укладываем в корпус редуктора.

Закрываем редуктор крышкой и стягиваем стяжными болтами. Устанавливаем крышки подшипников.

После этого редуктор заполняется маслом. Обкатываем 4 часа, потом промываем

Лист 29 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Список использованной литературы

1. Л. А. Шабалин, Е. Н. Корепанова. — Кинематические и силовые расчеты

приводов лесных машин непрерывного транспорта. Методические указания по

деталям машин и основам конструирования. Екатеринбург, УГЛТУ, 2004 г.

2. С. А. Чернавский и др. — Курсовое проектирование деталей машин,

Москва, «Машиностроение», 1988 г.

3. П. Ф. Дунаев, С. П. Леликов — Конструирование узлов и деталей машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.

4. М. Н. Иванов — Детали машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.

5. А. Е. Шейнблит — Курсовое проектирование деталей машин, Калининград, «Янтарный сказ», 2002 г.

Лист 30 Изм. Лист № докум. Подпись Дата