Предварительный расчёт валов редуктора

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.2018.2-74 0601.1.13.1мб.03.ПЗ

Предварительный расчёт проведём на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Ведущий вал (вал В):

диаметр выходного конца при допускаемом напряжении

.

(28)

Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда

Так как вал редуктора соединён муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора и вала

Муфты УВП могут соединять валы разных диаметров в пределах одного номинального момента. У подобранного электродвигателя (таблица 3.14 [1]) диаметр вала 28 мм. Выбираем МУВП по ГОСТ 21424-93 (таблица Б.1 [1]) с расточками полумуфт под и Примем под подшипниками Шестерню выполним как одно целое с валом.

 

 

Рисунок 2 – Конструкция ведущего вала

 

 

Ведомый вал (вал С):

принимаем .

Диаметр выходного конца вала

(29)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

03.ПЗ

Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда Диаметр вала под подшипниками принимаем , под зубчатым колесом

 

Рисунок 3 – Конструкция ведомого вала

 

Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерню выполняем как одно целое с валом; её размеры определены выше: d₁ =32 мм; d_а1 = 34 мм; b₁ = 45 мм.

Колесо кованое: d₂ = 128мм; d_а2 = 130 мм; b₂ = 40 мм.

Другие конструктивные размеры колеса определяем по данным таблицы 3.15 [1].

Диаметр ступицы

dст = 1,6 · dк2;

(30)

d_ст = 1,6 · 38 = 61 мм.

 

Длина ступицы

ℓст = (1,2÷1,5) · dк2;

(31)

ℓ_ст = 1,5 · 38 = 57 мм;

принимаем ℓ_ст = 57 мм.

Толщина обода

о=(2,5÷4,0) · mn;

(32)

_о=4,0 · 1 = 4,0 мм;

принимаем

Толщина диска С = 0,3 · b₂ = 0,3 ·40 = 12 мм; принимаем С = 12 мм.

Внутренний диаметр обода

Д о=df2 – 2 о = d2 – 2,5 mn – 2 о = = 128 – 2,5 · 1 – 2 · 4 = 125,5 мм.

Диаметр отверстий

Диаметр центровой окружности

 

Д _отв = 0,5(Д_о + d_ст) = 0,5· (125,5 +61) = 93 мм.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.2018.2-74 0601.1.13.1мб.04.ПЗ

04.ПЗ

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.2018.2-74 0601.1.13.1мб.05.ПЗ

5 Конструктивные размеры корпуса редуктора

По таблице 3.16 [1]:

толщина стенок корпуса и крышки

;

(33)

принимаем

;

(34)

принимаем

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

верхнего пояса корпуса и пояса крышки

;

(35)

	(36)

нижнего пояса корпуса

(37)

принимаем

Диаметр болтов:

фундаментных

(38)

принимаем болты с резьбой М16;

крепящих крышку к корпусу у подшипников

(39)

принимаем болты с резьбой М12;

соединяющих крышку с корпусом

(40)

принимаем болты с резьбой М8;

крепящих крышки подшипников d₄

принимаем болты с резьбой М8.

 

Расчёт цепной передачи

Выбираем приводную роликовую однорядную цепь по ГОСТ 13568-97.

Вращающий момент на ведущей звёздочке

Передаточное число было принято ранее

Число зубьев:

ведущей звёздочки ([1], с. 69)

	(41)

принимаем

ведомой звёздочки

	(42)

принимаем и

Тогда фактическое передаточное число

	(43)

Отклонение

что допустимо.

принимаем коэффициент нагрузки

	(44)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.2018.2-74 0601.1.13.1мб.06.ПЗ

Для определения шага цепи по формуле 3.6.1 [1] надо знать допускаемое давление [р] в шарнирах цепи. В таблице 3.21 [1] допускаемое давление [р] задано в зависимости от частоты вращения ведущей звёздочки и шага t. Поэтому для расчёта по формуле (3.6.1) величиной [р] следует задаваться ориентировочно.

 

Ведущая звёздочка имеет частоту вращения

	(45)

Среднее значение допускаемого давления при n = 237 об./мин [р] = 24 МПа для цепи с шагом 15,875 мм.

Шаг однорядной цепи (m = 1)

	(46)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

06.ПЗ

Подбираем по таблице 3.19 [1] цепь ПР – 15,875 – 23 по ГОСТ 13568-97, имеющую t = 15,875 мм; разрушающую нагрузку F_разр = 23 кН; массу q = 1,0 кг/м; А_on = 71 мм².

Скорость цепи

	(47)

Окружная сила

	(48)

Давление в шарнире проверяем по формуле

	(49)

Уточняем по таблице 3.21 [1] допускаемое давление [р] = 24 [1+0,01(z₃ – 17)] = 24 · [1+0,01(24,8 – 17)] = 25,87МПа. Условие р < [р] выполнено. В этой формуле 24 МПа – табличное значение допускаемого давления при n = 237 об./мин и t = 15,875 мм (таблица 3.21 [1]).

Определяем число звеньев цепи по формуле

 

(57)

где

Тогда Округляем до четного числа Уточняем межосевое Ра стояние цепной передачи по формуле

(58)

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

06.ПЗ

Для свободного провисания цепи предусматриваем возможность уменьшения межосевого расстояния на 0,4%,то есть на 186,17 · 0,004 = 3,14 мм.

Определяем диаметры делительных окружностей звёздочек

	(59)

Определяем диаметры наружных окружностей звёздочек

,

(60)

где - диаметр ролика цепи (таблица 3.19 [МУ]).

 

 

Силы, действующие на цепь:

окружная – определена выше;

от центробежных сил

по таблице 3.19 [1];

от провисания Н

где при вертикальном расположении цепи (3.6.4) [1]).

Расчётная нагрузка на валы

(50)

Проверяем коэффициент запаса прочности цепи

(51)

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

06.ПЗ

Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s] = 8,02 (таблица 3.22 [1]); следовательно, условие s> [s] выполнено.

Размеры ведущей звёздочки: диаметр ступицы звёздочки длина ступицы принимаем толщина диска звёздочки 0,93 · В₁ = 0,93 · 9,65 = 9 мм, где В₁ – расстояние между пластинками внутреннего звена цепи (таблица 3.19 [1]).

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

01.2018.2-74 0601.1.13.1мб.07.ПЗ

7 Первый этап компоновки редуктора

 

Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый этап служит для приближённого определения положения зубчатых колёс и звёздочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Компоновочный чертёж выполняем в одной проекции — разрез по осям валов при снятой крышке редуктора в масштабе 1:1, чертим тонкими линиями.

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию; затем две вертикальные линии — оси валов на расстоянии = 80 мм.

Вычерчиваем упрощённо шестерню и колесо в виде пря­моугольников; шестерня выполнена как одно целое с валом; длина ступицы колеса равна 50 мм и выступает за пределы прямоугольника на 2,5 мм на уровне торцов шестерни.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

а) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса ;

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А = 8 мм;

в) принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = = 8 мм.

Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники лёгкой серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников d_n1= 23 мм и d_n2= 33 мм.

Используя таблицу А.1 [1], имеем:

 

Таблица 2 – Характеристики подшипников качения

Условное обозначение подшипника	Размеры, мм	Грузоподъёмность, кН
d	D	В	Cr	Cor
				14,0	6,95
				25,5	13,7

 

 

Смазывание подшипников. Принимаем для подшипников пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смаз

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

07.ПЗ

ки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем удерживающие кольца. Их ширину определяет размер у =10 мм.

Измерением находим расстояние на ведущем валу ℓ₁ = 52 мм и на ведомом ℓ₂ = 53 мм.

Глубина гнезда подшипника ℓ_г = 1,5 В; для подшипника 207 В = 17 мм; ℓ_г = 1,5 · 17 =20 мм.

Толщину фланца крышки подшипника принимаем примерно равной диаметру d_o отверстия; в этом фланце ∆ = 9 мм. Высоту головки болта примем 0,7 · d_б = 0,7 · 8 = 5,6 мм. Устанавливаем зазор между головкой болта и торцом соединительного пальца цепи в 10 мм.Длину пальца ℓ примем на 5 мм больше шага t. Таким образом, ℓ = t + 5 = 15,875 + 5 = 21 мм.

Измерением устанавливаем расстояние ℓ₃= 56 мм, определяющее положение звёздочки относительно ближайшей опоры ведомого вала.