Проектирование редуктора с цилиндрической косозубой и цепной передачами

D_e1 = t ^· = 15,875 ^·

D_e2 = t ^· = 15,875 ^·   = 285.56 мм.

Радиус  впадин зуба

мм,

 

где D = 10,16  ─ диаметр ролика (4.1 )

Диаметр окружности впадин :

мм.

Радиус  сопряжения

мм.

Половина  угла впадин

.

Угол  сопряжения

.

Профильный  угол зубьев

.

Длина прямого  участка профиля

мм.

Расстояние  от центра дуги впадины до центра дуги головки

.

Радиус  головки зуба

мм.

Параметры звездочки в осевом сечении:

Радиус  закругления зуба  мм.

Расстояние  от вершины зуба до линии центров  дуг закруглений

мм.

Наибольший  диаметр обода

мм.

где b=14,8 мм – высота звена цепи

Ширина  зуба звездочки мм.

где мм – расстояние между внутренними пластинами.

 

Силы, действующие на цепь:

• окружная F_tц = 906,619 Н - определена выше;
• от центробежных сил F_v = q ^·V ² = 0,8·3,011 ² = 7,25 H,

где масса одного метра цепи q=0,8 кг/м;

• от провисания F_f = 9.81 ^· k_f ^· q ^· = 9.81 ^· 6·0,8·0,790= 37,19952 H,

где k_f =6 - коэффициент влияния наклона оси центров цепи.

Расчетная нагрузка на валы:

F_в = F_tц + 2 ^· F_f = 906,619 + 2 ^· 37,19952 = 981,018 H.

Проверяем коэффициент запаса прочности цепи:

s = 23,868.

Это больше, чем нормативный коэффициент запаса [s]=8,9; следовательно, условие прочности s>[s] выполнено[6, табл.7.18].

 

 

3 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ

 

Из условия  прочности на кручение определяется диаметр выходных концов валов d_в ([1], с. 108):

,мм

где [τ]_к – допускаемое напряжение кручения для материала вала.

[τ]_к = 20..30Н/мм². Примем [τ]_к = 20 Н/мм². Тогда:

 

Округлим  это значение до под стандартную полумуфту.

Принимаем под  подшипниками d_п1=30 мм. Шестерню выполним за одно с валом.

Диаметр ведущего вала под уплотнение крышки (табл. 7.1, [4]):

 мм, принимаем 28 мм.

Диаметр ведущего вала под подшипник (табл. 7.1, [4]):

 мм.

Диаметр упорного буртика ведущего вала (принимаем  конструктивно):

d₅=35 мм.

Для ведомого вала получаем:

 

Принимаем d_в2 = 28 мм.

Диаметр ведомого вала под  уплотнение крышки (табл. 7.1, [4]):

 мм.

Округляя до ближайшего стандартного значения диаметра уплотнения(табл. К20, [4]), получим мм.

Диаметр ведомого вала под  подшипники равен диаметру (табл. 7.1, [4]), учитывая, что диаметр под подшипник должен быть кратен 5, то принимаем мм.

Диаметр ведомого вала под  зубчатое колесо:

 мм.

Диаметр упорного буртика  ведомого вала (конструктивно):

 мм.

 

4 ВЫБОР МУФТЫ

 

Произведем  выбор муфты, соединяющей быстроходный вал редуктора с валом двигателя. Выберем муфту упругую втулочно-пальцевую— эти муфты обладают достаточными упругими свойствами и малым моментом инерции для уменьшения пусковых нагрузок на соединяемые валы.  Диаметр конца быстроходного вала под полумуфту d_в=25 мм.

Муфты упругие  втулочно-пальцевые [1, с.400, табл. К21].

d,мм	T, Н*м	L , мм	D ,мм	d0,мм
25; 28; 30	125	89	120	28

Полумуфты насаживают на концы валов с натягом  с использованием призматических шпонок. Муфта компенсирует смещения радиальные (≈0,3…0,6 мм), угловые (до 1⁰) и осевые.

Полумуфты изготавливают из чугуна марки СЧ 20 (ГОСТ 1412-85); материал пальцев – сталь 45 (ГОСТ 1050-74); материал упругих втулок – резина с пределом прочности при разрыве не менее 8 Н/мм².

Втулки  муфты рассчитывают на смятие:

=1,8 МПа.

где из таблицы К22         [1, с.402] для крутящего момента 125 Н∙м (параметры втулки).

Рассчитаем  пальцы на изгиб:

где

 МПа  для стали 45 (материал пальцев), т.е. пальцы и втулки выдерживают нагрузки.

Поскольку условие прочности выполняется, пальцы, втулки и муфта пригодны для использования.

Длина ступицы: 

 

Диаметр ступицы: 

 

 

5  ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ПОДШИПНИКОВ

 

По таблице 7.2 ([1], с. 111) предварительно выберем  шариковые радиальные однорядные подшипники: 36205 по ГОСТ 8338-75 для быстроходного вала и для тихоходного вала.

Обозначение подшипников	d, мм	D, мм	B, мм	r, мм	С, кН	С0, кН
106	30	55	13	1,5	13,3	6,8
107	35	62	14	1,5	15,9	8,5

 

Для быстроходного  вала выбираем крышки торцовые.

Крышка глухая с параметрами по ГОСТ 18511-73 с [1,с. 392, табл. К15]: D₂=95 мм, D₁=75 мм, D=55 мм, D₃=48 мм, h=5 мм, H₂=22 мм, h₁=16 мм, H=10 мм, b=4 мм, s= 5мм.

Крышка  с отверстием для манжетного уплотнения по ГОСТ 18512-73 с [1,с. 393, табл. К16] с параметрами: D₂=95 мм, D₁=75 мм, D=55 мм, D₃=48 мм, h=5 мм, h₁=10 мм, H=15 мм, b=4 мм, s= 5мм, D₄=50 мм, В=15 мм, l=2 мм, h₂=2 мм, b₁=11 мм.

Для тихоходного вала выбираем крышки торцовые.

Крышка глухая с параметрами по ГОСТ 18511-73 с [1,с. 392, табл. К15]: D₂=95 мм, D₁=75 мм, D=62 мм, D₃=48 мм, h=5 мм, H₂=22 мм, h₁=16 мм, H=10 мм, b=4 мм, s= 5мм.

Крышка  с отверстием для манжетного уплотнения по ГОСТ 18512-73 с [1,с. 393, табл. К16] с параметрами: D₂=95 мм, D₁=78 мм, D=62 мм, D₃=52 мм, h=5 мм, h₁=10 мм, H=15 мм, b=4 мм, s= 5мм, D₄=50 мм, В=15 мм, l=2 мм, h₂=2 мм, b₁=11 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 ЭСКИЗНАЯ КОМПОНОВКА РЕДУКТОРА

 

Эскизная компоновка устанавливает положение колёс редукторной пары, элемента открытой передачи и муфты относительно опор (подшипников), определяет расстояние между точками приложения реакций подшипников быстроходного и тихоходного валов, а также точки приложения силы давления элемента открытой передачи и муфты. Расстояния находятся в основном конструктивно, учитываются необходимость экономии материала, возможность простой сборки редуктора и т.д.

Эскизную  компоновку рекомендуется разработать  в следующей последовательности:

1. Наметить расположение проекции в соответствии с кинематической схемой привода.
2. Провести оси проекций и осевые линии валов.
3. Вычертить редукторную пару в соответствии с геометрическими параметрами, полученными в результате проектного расчета.
4. Прочертить контур внутренней поверхности стенок корпуса редуктора с зазором x от вращающихся поверхностей колеса для предотвращения задевания [2, стр. 117, 7.5., п.4]:

.

Расстояние  между дном корпуса и поверхностью шестерни _.

5. Вычертить ступени вала на соответствующих осях по размерам, полученным в проектном расчете валов. Ступени валов вычертить в последовательности от 3-й к 1-й. При этом длины ступеней получаются конструктивно, как расстояние между противоположными стенками редуктора.
6. На 2-й и 4-й ступенях вычертить контуры подшипников по размерам в соответствии со схемой их установки.
7. Определить расстояние между точками приложения реакций подшипников быстроходного и тихоходного валов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  РАСЧЁТ ЭЛЕМЕНТОВ КОРПУСА РЕДУКТОРА,  ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КОЛЕСА  И ЗВЁЗДОЧКИ

Корпус редуктора выполняем  литым из чугуна марки СЧ 15 ГОСТ 1412-85. Для удобства сборки корпус выполняем разборным. Плоскость разъема проходит через оси валов. Плоскость разъема для удобства обработки располагаем параллельно плоскости основания. Для соединения корпуса и крышки редуктора по всему контуру плоскости разъема выполняем фланцы.

Толщина стенки корпуса и крышки:

                  ;

                  ,

где а=100 мм – межосевое расстояние.

Принимаем мм и мм.

Расстояние  от стенки до венца зубьев колеса (шестерни)

Расстояние  в осевом направлении между вращающимися деталями на одном валу

Расстояние  до нижней поверхности стенки от колеса, не менее 

Расстояние  от вращающихся элементов до стенки корпуса 

Толщина фланца корпуса редуктора:

                  .

Принимаем b=12мм.

Толщина фланца крышки редуктора:

            .

Принимаем b₁=11 мм.

Толщина фундаментных лап редуктора:

                 .

Принимаем p=19 мм.

Расстояние от внутренней поверхности  стенки редуктора

до боковой поверхности вращающейся  части- принимаем с=8 мм

до боковой поверхности подшипника качения- с₁=3 мм

Радиальный зазор от поверхности  вершин зубьев

до внутренней поверхности стенки редуктора-

до внутренней нижней поверхности  стенки корпуса (определяет также объем  масляной ванны)- с₃=(5÷10)m=15мм

Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с

 

 

 валом, до неподвижных наружных  частей редуктора- с₄=8мм

Ширина фланцев редуктора ( ):

• фундаментального- ,

• корпуса и крышки (у подшипника)- ,
• корпуса и крышки (по периметру)-

Толщина фланцев редуктора:

• фундаментального- ,
• корпуса (соединение с крышкой)- ,
• крышки (соединение с корпусом)-

Конструирование звёздочки произведём согласно таблице 10.25 [1, с.234].

Ширина  зуба

Угол  скоса и фаска зуба

Толщина

Диаметр проточки:

 

Диаметр ступицы наружный

Длина ступицы 

Для контроля работы зацепления, а также для  заливки масла, предназначена крышка-отдушина. Её размеры выбираются конструктивно, они должны обеспечивать приемлемый и достаточный обзор. Исходя из размеров корпуса, длина крышки— 100 мм, толщина— 4 мм. Для фиксации крышки используем 4 болта М6х14 мм, расположенных в углах крышки на диагоналях.

Для удобной  транспортировки редуктора проектируются  проушины на крышке и крюки на корпусе [2, с. 176]. Диаметр отверстия проушины

Минимальный диаметр закругления 

Диаметр крюка 

Ширина проушины и крюка 

Зубчатые колеса конических редукторов обычно выполняют  кованными.

Диаметр, толщину  и длину ступицы вычисляют  по формулам (табл.10.3, [4]):

Диаметр ступицы  определяем по формуле:

, где  мм.

.

Длина ступицы: