1. Материал Сталь 40Х ГОСТ 4548-71
Принимаем допускаемое напряжение
БЫСТРОХОДНЫЙ:
2. Диаметр выходного конца вала (под шкив)
Из расчётов 
Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда
ГОСТ 6636-69 
Длина ступени 
Диаметр под уплотнение крышки с отверстием и подшипник
где t=2.5. – высота буртика (Шейнблит, стр.109)
Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда
ГОСТ 6636-69 
Диаметр под шестерню:
где r=3 – координата фаски подшипника
Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда
ГОСТ 6636-69 
определяется графически по эскизной компоновке
В=69(мм) – ширина шестерни
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Под подшипник
=B=19(мм) – для шариковых подшипников.
Тихоходный.
Диаметр выходного конца вала (под шкив)
Из расчётов 
Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда
ГОСТ 6636-69 
Длина ступени 
Диаметр под уплотнение крышки с отверстием и подшипник
где t=3.5. – высота буртика (Шейнблит, стр.109)
Диаметр под колесо:
где r=3,5 – координата фаски подшипника
Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда
ГОСТ 6636-69 
определяется графически по эскизной компоновке
В=89,6(мм) – ширина колеса
Под подшипник
=B=28(мм) – для шариковых подшипников.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Выбор и проверка долговечности подшипника.
Диаметр первого колеса (колеса быстроходной передачи) – 245 мм;
Диаметр второго колеса (шестерни тихоходной передачи) – 118 мм.
Силы, действующие в зацеплении, быстроходная передача.
Окружная – Ft=2T2/d1= 
1363,2 H
Радиальная – Fr= Ft* 
=1363,2* 
=512,4 Н
Осевая – Fa=Ft*tgb=1363,2*0,259=353,1 Н
Силы, действующие в зацеплении, тихоходная передача.
Окружная – Ft=2T4/d1= 
23491,2 H
Радиальная – Fr= Ft* 
=23491,2* 
=8860 Н
Осевая – Fa=Ft*tgb=23491,2*0,2773=6523,2 Н.
Промежуточный вал.
Определение реакций в подшипниках.
Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
Дано:
1. Вертикальная плоскость.
Определяем опорные реакции
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Проверка:
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в сечениях 1..4
2. Горизонтальная плоскость.
Определим опорные реакции
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Проверка:
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в сечениях 1..4
3. Строим эпюру крутящих моментов.
4. Определим суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Подшипник Качения
В соответствии с Шейнблит (стр.111):
Левый подшипник:
Подшипник радиальный шариковый однорядный
Серия особо лёгкая.
Схема установки - с одной фиксирующей стороной.
Типоразмер 111.
Правый подшипник:
Подшипник радиально-упорный роликовый конический однорядный
Серия особо лёгкая.
Схема установки - враспор.
Типоразмер 7111.
Геометрические параметры:
Левый подшипник:
d=55мм
D=90мм
B=18мм
r=2мм
Правый подшипник:
d=55мм
D=90мм
B=23мм
r=2мм
Статистические параметры:
Грузоподъёмность:
Левый подшипник:
Динамическая C=28,1кН
Статическая Сo=17,0кН
Правый подшипник:
Динамическая C=57кН
Статическая Сo=45,2кН
Номинальная долговечность (ресурс) шарикоподшипника:
С - динамическая грузоподъёмность;
Р - эквивалентная нагрузка;
Т. к. 
, то эквивалентная нагрузка:
V-коэффициент; при вращении внутреннего кольца V=1;
080402 КП 03.00.00. ПЗ
В соответствии с табл.9.18, 9. 19 (Чернавский С.А., стр.212)
=0,56 
=1,99 
=1,49
Расчётная долговечность:
627(млн. об)
1266(млн. об)
Расчетная долговечность:
Быстроходный вал.
Определяем реакции опор.
 |
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Подшипник Качения
В соответствии с Шейнблит (стр.111):
Левый и правый подшипник:
Подшипник радиальный шариковый однорядный
Серия лёгкая.
Схема установки - с одной фиксирующей стороной.
Типоразмер 209 ГОСТ8338-75.
Геометрические параметры:
d=45мм
D=85мм
B=19мм
r=2мм
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Статистические параметры:
Грузоподъёмность:
Динамическая C=33,2кН
Статическая Сo=18,6кН
Номинальная долговечность (ресурс) шарикоподшипника:
С - динамическая грузоподъёмность;
Р - эквивалентная нагрузка;
Т. к. 
, то эквивалентная нагрузка:
V-коэффициент; при вращении внутреннего кольца V=1;
В соответствии с табл.9.18, 9. 19 (Чернавский С.А., стр.212)
=0,56
=1,99
Расчётная долговечность:
24673(млн. об)
Расчетная долговечность:
Тихоходный вал.
Определяем реакции опор.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Подшипник Качения
В соответствии с Шейнблит (стр.111):
Левый и правый подшипник:
Подшипник радиальный шариковый однорядный
Серия лёгкая.
Схема установки - с одной фиксирующей стороной.
Типоразмер 217 ГОСТ8338-75.
Геометрические параметры:
d=85мм
D=150мм
B=29мм
r=3мм
Статистические параметры:
Грузоподъёмность:
Динамическая C=83,2кН
Статическая Сo=53,0кН
Номинальная долговечность (ресурс) шарикоподшипника:
С - динамическая грузоподъёмность;
Р - эквивалентная нагрузка;
Т. к. 
, то эквивалентная нагрузка:
V-коэффициент; при вращении внутреннего кольца V=1;
В соответствии с табл.9.18, 9. 19 (Чернавский С.А., стр.212)
=0,56
=1,99
Расчётная долговечность:
74(млн. об)
Расчетная долговечность:
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Уточненный расчет валов.
Промежуточный вал.
Вал 3, Сечение 1 (А–А)
Материал вала – сталь 40Х, sВ=600 Мпа (по табл.3.3). Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Крутящий момент T=481 Н*м
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
s-1=0,43*sв=0,43*600=258 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
t-1=0,58*s-1=150 МПа.
Изгибающие моменты
Результирующий изгибающий момент:
=331119 
Моменты сопротивления сечения нетто (d=65 мм; b=16 мм; t1=6 мм):
а) Момент сопротивления кручению:
б) Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
, sm=0.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163–166 [1]) определим ряд коэффициентов: 
.
Определим коэффициенты запаса прочности:
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Общий коэффициент запаса прочности:
Условие соблюдено.
Вал 3, Сечение 1 (Б–Б)
Материал вала – сталь 40Х, sВ=600 Мпа (по табл.3.3).
Крутящий момент T=481 Н*м
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
s-1=0,43*sв=0,43*600=258 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
t-1=0,58*s-1=150 МПа.
Изгибающие моменты
M¢= Dx4*60=326640 
M¢¢= Dy4*60+Fa3*59=464877 
Результирующий изгибающий момент:
=657604
Моменты сопротивления сечения нетто (d=65 мм; b=16 мм; t1=6 мм):
а) Момент сопротивления кручению:
б) Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
, sm=0.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163–166 [1]) определим ряд коэффициентов: 
.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
Условие соблюдено.
Быстроходный вал.
Вал 2, Сечение 1 (А–А)
Материал вала – сталь 45, термообработка – улучшение, sВ=780 Мпа (по табл.3.3).
Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
s-1=0,43*sв=0,43*780=335 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
t-1=0,58*s-1=193 МПа.
Моменты сопротивления сечения нетто (d=38 мм; b=16 мм; t1=6 мм):
а) Момент сопротивления кручению:
б) Момент сопротивления изгибу:
Изгибающие моменты
M¢= Rx*54=36774
M¢¢= Ry*54+Fa*42,5=19878 
Результирующий изгибающий момент:
=41802
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
, sm=0.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163–166 [1]) определим ряд коэффициентов: 
.
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
Условие соблюдено.
Вал тихоходный.
Вал 4, Сечение 1 (А–А)
Материал вала – сталь 45, термообработка – улучшение, sВ=780 Мпа (по табл.3.3).
Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
s-1=0,43*sв=0,43*780=335 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
t-1=0,58*s-1=193 МПа.
Моменты сопротивления сечения нетто (d=78 мм; b=20 мм; t1=7,5 мм):
а) Момент сопротивления кручению:
б) Момент сопротивления изгибу:
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l=105мм, получим изгибающий момент в сечении А-А от консольной нагрузки М= 
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
, sm=0.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163–166 [1]) определим ряд коэффициентов: 
.
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
Условие соблюдено.
Вал 4, Сечение 1 (Б–Б)
Материал вала – сталь 45, термообработка – улучшение, sВ=780 Мпа (по табл.3.3).
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Крутящий момент T=1386 Н*м
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
s-1=0,43*sв=0,43*780=335 МПа.
Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:
t-1=0,58*s-1=193 МПа.
Изгибающие моменты
M¢= Rx5*70=47705
M¢¢= Ry5*70+Fa2* 171=1143083 
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Результирующий изгибающий момент:
=1144078
Моменты сопротивления сечения нетто (d=78 мм; b=20 мм; t1=7,5 мм):
а) Момент сопротивления кручению:
б) Момент сопротивления изгибу:
Амплитуда номинальных напряжений изгиба:
, sm=0.
Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
По таблицам 8.5 и 8.8 (стр.163–166 [1]) определим ряд коэффициентов:. 
.
Определим коэффициенты запаса прочности:
Общий коэффициент запаса прочности:
Условие соблюдено.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Проверка шпонок
Параметры шпонки взяты из табл.8.9 (стр.169 [1]).
Напряжение смятия узких граней шпонки не должно превышать допускаемого, т.е. должно удовлетворяться условие
Для Быстроходного колеса.
Шпонка 20Х12Х63 ГОСТ 23360-78
lp – рабочая длина шпонки; lp=l–b (для шпонки со скругленными торцами).
Проверка на смятие:
Проверка на срез:
=130 Мпа; 
Условие удовлетворено.
Для Тихоходного колеса.
Шпонка 25Х14Х100 ГОСТ 23360-78
Проверка на смятие:
Проверка на срез:
=130 Мпа; 
Условие удовлетворено.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
На Ведомый Шкив
Шпонка 10Х8Х50 ГОСТ 23360-78
Проверка на смятие:
Проверка на срез:
=130 Мпа; 
Условие удовлетворено.
Для МУВП на четвертом валу.
Шпонка 22Х14Х90 ГОСТ 23360-78
Проверка на смятие:
Проверка на срез:
=130 Мпа; 
Условие удовлетворено.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Конструктивные размеры корпуса редуктора.
Толщина стенок корпуса и крышки: d=0,0025а+3=0,025*250+1,5=7,75 мм,
принимаем d=8мм; d1=0,02*250+3=8, принимаем d1=8.
Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:
Верхнего пояса корпуса и пояса крышки:
нижнего пояса корпуса:
принимаем p=20мм.
Внутренняя стенка корпуса:
Принимаем зазор между торцом шестерни внутренней стенкой А1=1,2d=12 мм.
Принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А=d=10 мм.
Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца. Их ширина определяет размер y=8¸12 мм. Принимаем 10 мм.
Согласно Цехнович «Атлас Деталей Машин».
Диаметр фундаментальных болтов
Выбираем болты М16.
Отсюда диаметр под отверстие 
Диаметр стяжных болтов, которые соединяют корпус и крышку редуктора
Выбираем болты М16.
Толщина фланца (согл. атласа) (1,25dc+d) +(1,25dc+5) =(1.25*14+10) +(1.25*14+5) =50 мм.
Крышка подшипника на вал 3 согласно Цехнович «Атлас Деталей Машин» стр.43 – dБ=М8, количество – 6.
Сквозная крышка на вал 4 согласно Атласу - dБ=М12, количество – 6. высота головки винта – 8 мм + шайба толщиной 3,0 мм = 11 мм.
Сквозная крышка на вал 2 согласно Цехнович «Атлас Деталей Машин» - dБ=М8, количество – 4. высота головки винта – 5,5 мм + шайба толщиной 2,0 мм = 7,5 мм.
Толщина фланца под винты в фундамент – 1,5*dФ=24 мм.
Пробка для контроля и спуска смазки – М16Х1,5 по ГОСТ 9150-81 (Атлас стр.54).
Маслоуказатель жезловой – стр.55, табл.55. по диаметр 10 мм.
Сорт масла выбираем по табл.10.29 (Шейндблит) стр.241, в зависимости от контактного напряжения в зубьях и фактической окружной силы колес.
Отсюда – И-40-А 68 ГОСТ 17479.4-87.
Уровень масла:
hmin= 2,2m= 9,8 мм.
m<=hM<=0.25d2=65 мм.
080402 КП 03.00.00. ПЗ
Список использованной литературы:
1. Чернавский С.А., Боков К.Н., Чернин И.М., Ицкович Г.М. «Курсовое проектирование деталей машин» - 2-е издание, перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1987.
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. «Конструирование узлов и деталей Машин» - 4-е издание, перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1985.
3. Иванов М.Н. «Детали Машин» - 5-е издание, перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1991.
4. Шейндблит А.Е. «Курсовое проектирование деталей Машин» - М.: Высш. Шк., 1991.
5. Кузьмин А.В., Чернин И.М., Козинцов Б.С. «Расчеты деталей машин» - 3-е изд., перераб. и доп. – Мн.: Высш. шк., 1986.
6. Орлов П.И. «Основы конструирования: справочно-методическое пособие» В 2-х кн. – изд.3-е, испр. – М.: Машиностроение, 1988.
7. 080402 КП 03.00.00. ПЗ