Второй этап компоновки редуктора

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 6Следующая ⇒

Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей. Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее (см. п. IV). Шестерню выполняем за одно целое с валом.

Рисунок Второй этап компоновки редуктора.

Конструируем узел ведущего вала:

а) наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора, на расстояние l ₁. Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения;

б) между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1¸2 мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливает на тот же диаметр, что и подшипники. Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников;

в) вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной ~1 мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем свидетельствует вырыв на плоскости разъема. Войлочные и фетровые уплотнения применяют главным образом в узлах, заполненных пластичной смазкой. Уплотнения манжетного типа широко используют как при пластичных, так и при жидких смазочных материалах (см § 9.5);

Аналогично конструируем узел ведомого вала:

а) для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении усматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки - с другой; место перехода вала смещаем на 3мм внутрь распорной втулки с тем, чтобы гарантировать прижатие мазеудерживающего кольца к торцу втулки, а не к заплечику вала;

б) отложив от середины редуктора расстояние l ₂, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники ;

в) вычерчиваем мазеудерживающие кольца, крышки подшипников с прокладками и болтами;

На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360—78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5 мм меньше длин ступиц.

Непосредственным измерением уточняем расстояния между опорами и расстояния, определяющие положение зубчатых колес и звёздочки относительно опор. При значительном изменении этих расстояний уточняем реакции опор и вновь проверяем долговечность подшипников.

Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок - по ГОСТ 23360 - 78 (см. таблицу 8.9).

Материал шпонок - Сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности по формуле 8.22:

s ^max _см = (78)

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице [s _см]=100¸120 МПа, при чугунной [σ_с_м] = 50ч70 МПа.

Ведущий вал: d=20 мм; b ´ h = 6 ´ 6 mm; t ₁= 3,5 мм; длина шпонки l=25 мм; момент на данном валу Т1= 18,84 ·10³ Н× мм;

s _см=

(материал полумуфт МУВП – чугун марки СЧ 20).

Ведомый вал:

Проверяем шпонку под колесом: d =35 мм; b ´ h = 10 ´ 8 мм; t ₁= 5 мм; длина шпонки l= 70 мм; момент T₂ = 94,2 ·10³ Н×мм;

s _см=

Условие s _см выполнено.

Уточненный расчет валов

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s ³ [s].

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал.

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т.е. сталь 45, термическая обработка — улучшение.

По таблице 3.3 при диаметре заготовки до 90 мм среднее значение s_в=780 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

s_-1= 0,43·s _В; (79)

s_-1=0,43·780=335 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:

τ _-1= 0,58·s _-1; (80)

τ _-1=0,58·335=193 МПа.

Сечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение.Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности

(81)

где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла

(82)

При d_b ₁= 20 мм; b=6мм; t ₁=3.5мм по табл. 8.5

W _{к нетто}= ; (83)

Принимаем k_τ=1, 8 (см. табл. 8.5), ε_τ=0,87 (см. табл. 8.8) и ψ=0,1 (см. с. 166).

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

(84)

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А-А:

s= ; (85)

Ведомый вал:

Материал вала – сталь 45 нормализованная; σ_В = 570 МПа.

Пределы выносливости σ_-1=0,43∙570 = 246 МПа и τ_-1 = 0,58∙246=142 МПа

Сечение А-А. Диаметр вала в этом сечении d=25 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки (см. таблицу 8.5): k_σ=1,59 и k_τ=1,49; масштабные факторы ε_σ=0,88; ε_τ=0,77 (см. табл. 8.8); коэффициенты ψ_σ=0,2 и ψ_τ=0,1 (см. с. 163 и 166).

Крутящий момент T ₂= 94,2∙10³Н∙ мм.

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

M ^'=R_x ₃ l ₂= 110,5∙65 = 7,182∙10³ Н∙ мм (86)

изгибающий момент в вертикальной плоскости

M ^''=R_y ₃ l ₂ + F_a = т.к шеврон Н∙мм (87)