Проектировать двухступенчатый горизонтальный коническо-цилиндрический редуктор общего назначения

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка: , где V=1 - коэффициент вращения; - коэффициент безопасности; - температурный коэффициент.

Базовая долговечность  подшипника: ; , что соответствует допускаемой минимальной долговечности (ресурс работы подшипников принимают от 36000 ч до 10000 ч).

3. Ведомый вал

Рис. 15 – Ведомый вал.

Диаметры различных  участков вала. Диаметр на промежуточном валу должен быть на 25% больше чем на промежуточном валу, поэтому , принимаем . Последующие диаметры больше предыдущих примерно в 1,1 раза: ; ; ; .

Длины различных участков вала:

Расстояние между подшипниками .

;

;

;

;

.

1. Определение реакций опор в подшипниках

Рис. 16 – Схема нагруженного ведомого вала.

Отрезки a, b, c, d, соответственно равны 22мм, 194мм, 77мм, 140мм.

Для определения реакций в опорах и необходимо составить уравнения равновесия.

, ;

, ;

, .

Сила от муфты  .

.

Отсюда  , .

, ;

, ;

, .

Отсюда  , .

2. Построение эпюр изгибающих моментов и вызванных ими напряжений

Рис. 17 – Эпюры изгибающих моментов и напряжений на валу.

3. Исследование опасных сечений

Исследование сечения  А-А. Напряжения в опасных сечениях , .

Коэффициенты концентрации напряжений для данного сечения вала: ; .

Пределы выносливости вала в рассматриваемом  сечении: ; .

Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям: ; .

Коэффициент запаса прочности: , что больше допускаемого значения.

4. Проверка долговечности подшипников

Промежуточный вал установлен на роликовых  конических подшипниках лёгкой серии.

Рис.18 – Схема нагружения вала.

Определяем долговечность подшипника наиболее нагруженной опоры «1». Необходимые справочные данные: грузоподъёмность ; факторы нагрузки , ; коэффициент .

Осевые нагрузки. Суммарная реакция . Осевая составляющая ; осевая сила .

Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка: , где  V=1 - коэффициент вращения; - коэффициент безопасности; - температурный коэффициент.

Базовая долговечность  подшипника: ; , что соответствует допускаемой минимальной долговечности (ресурс работы подшипников принимают от 36000 ч до 10000 ч).

4. Проверка прочности шпоночных соединений

Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие  прочности: .

Напряжения среза и условие прочности: .

Допускаемые напряжения смятия при  стальной ступице [σ]см = 100 ÷ 120 , при чугунной ступице [σ]см = 50 ÷ 70 . При этом допускаемые напряжения среза .

Ведущий вал.

; b x h = 8 x 7 мм; ; ; .

.

.

Прочность обеспечена.

Промежуточный вал.

Проверим шпонку под зубчатым колесом.

d = 55 мм; b x h = 16 x 10 мм; ; ; .

  .

.

Прочность не обеспечена, поэтому  необходимо поставить ещё одну шпонку.

Ведомый вал.

Из двух шпонок более нагружена  та, которая на конце вала, так  как меньше диаметр вала и поэтому  меньше размеры поперечного сечения  шпонки.

; b x h = 20 x 12 мм; ; ; .

.

.

Прочность не обеспечена, поэтому  необходимо поставить ещё одну шпонку.

Рис. 19 – Шпоночное соеденение.

6. Конструирование стаканов и крышек подшипников

1. Конструирование стакана

Рис. 20 – Стакан.

Стакан выполнен литым из чугуна марки СЧ15. Диаметр под подшипник  , отсюда принимаем толщину стенки . Толщина фланца , . Высота упорного буртика . Диаметр d принимаем равным 8мм, а число винтов для крепления к корпусу равно 8. Принимая , , получаем минимальный размер фланца стакана .

2. Конструирование крышек подшипников

Рис. 21 – а) крышка подшипника сквозная; б) крышка подшипника глухая.

Крышки подшипников изготовлены  из чугуна марки СЧ21.

Размеры сквозной и глухой крышек на ведомом валу: ; ; ; количество винтов для крепления к корпусу ; ; толщина фланца ; ; .

7. Конструирование корпусных деталей

Рис. 22 – Корпус редуктора.

Корпус выполнен из чугуна марки  СЧ15. Толщина стенки корпуса определяется по следующей формуле  принимаем . Зазор между стенками корпуса и поверхностями колёс – ; . Диаметр фланца , где – наружный диаметр крышки подшипника; ; .

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки: ; нижний пояс корпуса: .

Толщина ребер основания корпуса: m = (0,85 ÷ 1) δ = 8,5 ÷ 10 мм; принимаем m = 9 мм.

Толщина ребер крышки: .

Диаметры болтов:

• Фундаментных , принимаем болты с резьбой М24;
• крепящих крышку к корпусу у подшипников ; принимаем болты с резьбой М16;
• соединяющих крышку с корпусом , принимаем болты с резьбой М12.

8. Смазывание зубчатых передач

Учитывая рекомендуемую вязкость масла для смазывания зубчатых передач  выбираем следующую марку масла: индустриальное И-30А. Оба колеса редуктора должны быть погружены в масло. Уровень погружения конического колеса в масло: .

Литература

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.
2. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование.
3. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин.
4. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин.

5. Курсовое проектирование деталей машин: методические указания по дисциплине «Детали машин».