Принимаем для быстроходного вала (шестерня изготовлена заодно с валом) сталь 45, [τк]1 = 25МПа; для тихоходного вала назначаем сталь 40, [τк]2 = 20МПа.
5.1 Быстроходный вал
Диаметр выходного конца вала определяем из условия прочности:
τк = М/Wp = 16М1/(πd3В1) £ [τк]1, откуда
По ГОСТ 6636 – 69 в соответствии с рядом Rа5 принимаем dВ1 = 25мм.
Диаметр вала под уплотнение
d11 = 30мм
Так как окружная скорость вала невелика, применяем сальниковое фетровое уплотнение.
Внутреннее кольцо подшипника закрепляем гайкой. Диаметр резьбы
dII1 = 33мм (М33х1,5)
Между кольцом подшипника и гайкой устанавливаем дистанционную шайбу.
Диаметр шайбы
dIII1 = 34мм
Диаметр вала под подшипники
dIV1 = 35мм
Диаметр распорной втулки для подшипника средней серии принимаем по табл. 63, с. 394,[1]
dV1 = 45мм
Длина выходного конца вала
l1 » (1,5 …2,0) dВ1 = (1,5 …2,0) 25 = 37,5 …50мм
Принимаем по длине ступицы выбранной муфты l1 = 45мм.
5.2 Тихоходный вал.
Крутящий момент в сечениях вала
М2 = 153Н·м
По условию прочности диаметр выходного конца вала:
По ГОСТ 6636 – 69 в соответствии с рядом Rа40 принимаем dВ2 = 35мм
Диаметр вала под уплотнение
d12 = 40мм
Диаметр вала под подшипник
dII2 = 45мм
Диаметр вала под ступицу зубчатого колеса
dIV2 = 50мм
Диаметр опорного участка вала (табл. 63, с. 394,[1])
dIII2 = 55мм
Диаметр ступицы
dст » (1,5…1,7) dIV2 = (1,5…1,7) 50 = 75…85мм, принимаем dст = 75мм
Длина ступицы колеса
lIIст » (0,7…1,8) dIV2 = (0,7…1,8) 50 = 35…90мм, принимаем lIIст = 65мм
Диаметр вала под второй подшипник
dV2= 40мм
Толщина диска зубчатого колеса
е » (0,1…0,17)Rе = (0,1…0,17)207 = 20,7…35,2мм, принимаем е = 30мм
Толщина обода
δ0 » (2,5…4)mte = (2,5…4)7 = 17,5…28мм, принимаем δ0 = 20мм
Диаметр вала под звездочку
dзв = 35мм
Длина ступицы звездочки
lст зв » (1,5…2)dзв = (1,5…2)30 = 45…60мм, принимаем l2 = 50мм
Компоновка редуктора.
Корпус и крышку редуктора изготавливаем литыми из серого чугуна.
6.1 Толщина стенки корпуса редуктора
δ » 0,03Re + (3…5) » 0,03·207 + (3…5) » 6,21 + (3…5)мм, принимаем δ = 10мм.
6.2 Толщина стенки крышки редуктора
δ1 »0,025Re + (3…5) » 0,025·207+(3…5) » 5,18 + (3…5)мм, принимаем δ1 = 10мм.
6.3 Толщина верхнего пояса корпуса редуктора
s » 1,5δ = 1,5·10 = 15мм.
6.4 Толщина пояса крышки редуктора
s1 » 1,5δ1 = 1,5·10 = 15мм.
6.5 Толщина нижнего пояса корпуса редуктора
t » (2…2,5)δ = (2…2,5)·10 = (20…25)мм, принимаем t = 20мм.
6.6 Толщина ребер жесткости
С΄ » 0,85δ = 0,85·10 = 8,5мм, принимаем С΄ = 8мм.
6.7 Диаметр фундаментных болтов
dф » (1,5…2)δ = (1,5…2)·10 = 15…20мм, принимаем dф = 18мм.
6.8 Диаметр болтов, соединяющих корпус с крышкой редуктора около подшипников
dк » 0,75dф = 0,75·18 = 13,5мм, принимаем dк = 14мм,
диаметр остальных болтов крепления крышки к корпусу принимаем равным М12, диаметр пробки для слива масла из корпуса редуктора dпр = 18мм.
6.9 Ширина пояса соединения корпуса и крышки редуктора около подшипников
К £ 3dк £ 3·14 = 42мм, принимаем К = 40мм
Ширина пояса крепления корпуса и крышки редуктора
К¢ £ 2,5dк £ 2,5·14 = 35мм, принимаем К¢ = 30мм
6.10 Ширина нижнего пояса корпуса редуктора
К1 £ (2,2…2,5)dф £ (2,2…2,5)·18 = 39,6…45мм, принимаем К1 = 42мм.
6.11 Диаметр болтов для крепления крышки подшипника к корпусу редуктора
dп » (0,7…1,4)δ = (0,7…1,4)·10 = 7…14мм, принимаем dп = 10мм.
6.12 Диаметр болтов для крепления крышки смотрового отверстия
dкс = 6…10мм, принимаем dкс = 8мм.
6.13 Расстояние между внутренней стенкой основания корпуса редуктора и окружностью вершин зубьев колеса
y¢» (4…6)δ = (4…6)·10 = 40…60мм, принимаем y¢ = 50мм.
6.14 Расстояние между внутренней стенкой крышки редуктора и окружностью вершин зубьев колеса
y » 1,5δ = 1,5·10 = 15мм, принимаем y = 15мм.
6.15 Тип и размеры подшипников.
Для редуктора с консольным расположением конической шестерни назначаем на быстроходный и тихоходный валы конические роликовые подшипники средней серии по ГОСТ 333 – 79.
6.15.1 Быстроходный вал.
Размеры подшипников:
dIV1 = d¢ = d² = 35мм; D¢ = 80мм; Т¢ = 22,75мм; x¢1 = 2,5dп = 2,5·10 = 25мм
Размер lI1 = 15…30мм, принимаем l¢1 = 20мм
Размер lI I 1 » Нг + sш + sвт = 10 + 1,5 + 4 = 15,5, принимаем lI I 1 = 16мм,
где Нг = 10мм – высота гайки для крепления внутреннего кольца подшипника;
sш » 1,5мм – толщина стопорной шайбы;
sвт £ 0,5Нг = 0,5·10 = 5мм, принимаем sвт = 4мм;
Ширина мазеудерживающего кольца y1 = 8…20мм, принимаем 12мм;
Точка приложения сил, возникающих в зацеплении, находится на окружности среднего делительного диаметра шестерни, точка приложения активных сил на звездочке находится на середине ширины ступицы звездочки точки приложения реакций опор вала ориентировочно находятся на уровне торцов конических роликоподшипников
а1 ³ (2/3)b + y1 + Т² = (2/3)·59 + 12 + 22,75 = 74мм, принимаем а1 = 75мм;
с1 » (1,2…2,2)а1 = (1,2…2,2)·75 = 90…165мм, принимаем с1 = 150мм;
Lб £ l1 + lI1 + lI I 1 + Т¢ + c1 + a1 + Rm =
= 45 + 20 + 16 + 22,75 + 150 + 75 + 177,5 = 506,25мм, принимаем Lб = 505мм.
6.15.2 Тихоходный вал.
Размеры подшипников:
dII2 = d¢² = 45мм; D¢² = 100мм; Т¢² = 27,5мм; x¢²1 = 2,5dп = 2,5·10 = 25мм.
Размер l¢2 » 20…25мм, принимаем l¢2 = 25мм
Размер резьбового конца вала l¢¢2 = 24мм
Принимаем внутренние боковые стенки редуктора симметрично расположенными относительно быстроходного вала, тогда
а2 » y1 + 0,6lIIст = 12 + 0,6·65 = 12 + 48 = 51мм, принимаем а2 = 55мм;
a3 » Т¢² + l¢2 + ½ lст зв = 27,5 + 30 + 1/2·50 = 82,5мм, принимаем а3 = 85мм
с2 » dm1 + y + y1 = 132,44 + 16 + 12 = 160,44мм, принимаем с2 = 160мм.
Lт »0,5dm1 + а2 + Т¢²+ l¢2 + l2 + lр = 0,5·132,44 + 55 + 27,5 + 25 + 50 + 24 = 248мм, принимаем Lт = 250мм.
6.15 Габаритные размеры редуктора.
Длина редуктора
Lр » Lб + 0,5dае2 + y + δ + К¢ = 505 + 0,5·390,13 + 15 + 30 = 745мм
Ширина редуктора
Bр » Lт + (с2 – 0,5dm1) + Т¢² + l3 +K1 = 250 + (160 – 0,5·132,44) + 27,5 + 15 + 30 = = 416,28мм,
принимаем Bр = 420мм
Высота редуктора при толщине нижнего пояса корпуса редуктора t = 20мм
Нр»t + y¢ + dае2 +y + δ1 + (10…15)=20 + 50 + 390,13 + 10 + (10…15)= 480…485мм, принимаем Нр = 480мм.