Расчет редуктора с раздвоенной быстроходной ступенью

     

. 

           Здесь коэффициент  нагрузки . По [1,стр.43] при 0,83 и твердости НВ 350 = 1,17, =1,1. Таким образом, коэффициент ;

      - коэффициент, учитывающий форму  зуба и зависящий от эквивалентного числа зубьев :

        у шестерни -

     Примем 

                     У колеса - .

     Примем  .

     Коэффициент формы зуба:   и      [1,стр.42].

          Коэффициент, введенный для компенсации погрешности [1,с.46]:              .

       Коэффициент торцового перекрытия:

     

     Коэффициент, учитывающий неравномерность распределения нагрузки:

     

           Допускаемое напряжение изгиба:

     

.

     Для стали 40Х улучшенной при твердости НВ 350 [1,стр.44].

           Для шестерни ; для колеса . - коэффициент безопасности, где , (для поковок и штамповок). Следовательно, .

           Допускаемые напряжения:

           для шестерни -  ;

           для колеса -  .

           Находим отношения  :

           для шестерни - = ;

           для колеса - =

           Дальнейший расчет будем вести для зубьев колеса, для которого найденное отношение меньше:

     

> .

           Проверяем прочность  зуба шестерни по формуле: 

     

; 

     

           Условие выполняется. Передача пригодна. 

     4. Предварительный расчет валов 

     4.1. Предварительный расчет быстроходного  вала 

     Определим минимальный диаметр быстроходного  вала:

     

     Согласно  схемы привода вал электродвигателя ( ) передает движение на вал редуктора (входной конец быстроходного вала) посредством муфты. Ориентируемся на установку муфты упругой втулочно-пальцевой МУВП 250-38.1.1-32.1.1 по ГОСТ 214254-75 с расточкой полумуфт на (посадка вала электродвигателя) и (посадка вала редуктора).

     Принимаем хвостовик конический с конусностью 1:10 по ГОСТ 12081-72: .

     Определим диаметр под манжету быстроходного вала: Принимаем .                          

     Принимаем к установке резиновую армированную манжету по ГОСТ 8752-79-1.1-32х52-1 . Так как передача коническая, то ориентируемся на установку конических однорядных роликоподшипников по ГОСТ 333-79 легкой серии 7208:

     

; ; ; ; .

     Диаметр буртов:   .

     Шестерню  изготавливаем совместно с валом.

     Материал  вала: сталь 40Х, т.о. улучшение, НВ=270…290, ; ; диаметр заготовки до 120мм [1,с.33,т.3.3]. 

     4.2. Предварительный расчет промежуточного вала 

     Определим минимальный диаметр промежуточного вала (посадка подшипников):

     

     Посадочный  диаметр подшипников должен быть больше, или равен посадочному диаметру подшипников быстроходного вала.

     Ориентируемся на установку конических однорядных роликоподшипников по ГОСТ 333-79 легкой серии 7208:

     

; ; ; ; .

     Диаметр буртов:   .                          

     Примем  посадочный диаметр под колесо быстроходной тихоходной ступени:  .

     Шестерню  тихоходной ступени изготавливаем совместно с валом, так как

     1,5 [42+(1…3)]+10=77,5 мм;  d_f1=59,46 < 77,5 мм.

     Материал  вала: сталь 40Х, т.о. улучшение, НВ=270…290, ; ; ; диаметр заготовки до 120мм [1,с.33,т.3.3]. 

     4.3. Предварительный расчет тихоходного  вала. 

     Определим минимальный диаметр тихоходного вала (выходной конец):

     

     Принимаем хвостовик цилиндрический, длинный  по ГОСТ 12080-72: ; , принимаем .

     Принимаем к установке резиновую армированную манжету по ГОСТ 8752-79-1.1-48х70-1: .

     Диаметр под подшипник: .

     Ориентируемся на установку конических однорядных роликоподшипников по ГОСТ 333-79 легкой серии 7210:

      ; ; ; ; .

     Примем  посадочный диаметр под колесо тихоходной ступени:

      .  

     Диаметр буртов:   .

     Материал  вала: сталь 40Х, т.о. улучшение, НВ=270…290, ; ; ; диаметр заготовки до 120мм [1,с.33,т.3.3]. 

5. Эскизное  проектирование крышки и корпуса  редуктора

 

     Толщина стенки корпуса редуктора:

      ;

      .

     Принимаем: .

     Определяем  диаметр стяжных болтов, крепящих основание корпуса и крышку редуктора:

      ;

      .

     Принимаем болты М10 по ГОСТ7798-70.

     Толщина фланца: .

     Ширина  фланца без учета толщины стенки корпуса:

      .

     Принимаем ширину фланца: .

     Диаметры  фундаментных болтов:

      .

     Принимаем: .

     Толщина нижнего пояса редуктора:

      .

     Зазор между вращающимися деталями и внутренней стенкой корпуса:

      .

     Принимаем: .

     Зазор между торцом подшипника внутренней стенкой корпуса при смазке подшипников масляным туманом: .

     Зазор между торцом шестерни тихоходной ступени и ступицей колеса быстроходной ступени: .

     Принимаем: . 

     6. Проектирование колес 

6.1. Проектирование колес быстроходной ступени 

     Посадочный  диаметр колеса .

     Коническое зубчатое колесо кованное [1,с.233,т.10.1].

     Его размеры: ; .

     Диаметр ступицы  ; длина ступицы

      ; принимаем .

     Толщина обода  ; принимаем .

     Толщина диска ; принимаем . 

6.2. Проектирование колес тихоходной ступени 

     Посадочный  диаметр колеса .

     Диаметр ступицы ; принимаем .

     Длина ступицы ; принимаем .

     Рабочая ширина венца колеса – 56мм.

     Ширина  торцов ; принимаем .

     Толщина диска ; принимаем . 

     7. Проверочный расчет промежуточного вала 

     Рассмотрим  расчетную схему промежуточного вала (см. рис. 2).

     Длины , , получены при компоновке редуктора:

      , , .

     На  вал действуют усилия:

      - окружное усилие шестерни тихоходной ступени;

      - радиальное усилие шестерни тихоходной ступени;

      - осевое усилие колеса тихоходной ступени;

      - окружное усилие колеса быстроходной ступени;

      - радиальное усилие колеса быстроходной ступени;

      - осевое усилие колеса быстроходной ступени. 
 

       

     Рисунок 2. Расчетная схема промежуточного вала 

     Определим величину и направление реакций в опорах А и В от сил в горизонтальной плоскости.

     

     

     

     

     

     

     Проверка:

     

     Опорные реакции определены, верно.

     Строим  эпюру изгибающих моментов (см. рис. 3) . 

       

     Рисунок 3. Расчетная схема промежуточного вала 

     Определим величину и направление реакций в опорах А и В от сил в вертикальной плоскости.

     

     

       

     

     

     

     Проверка:

     

     Опорные реакции определены, верно.

     Строим  эпюру изгибающих моментов .

     Строим  эпюру крутящего момента (см. рис. 3):

      .

     Определим суммарные реакции в опорах.

      ;

      .

     Как видно из эпюр, наиболее опасным  является сечение 1-1 в месте посадки  зубчатого колеса быстроходной ступени.

     Концентратором  напряжения является наличие шпоночного паза под колесо быстроходной ступени: - посадочный диаметр колеса; размеры шпоночного паза: .

     Суммарный изгибающий момент в рассматриваемом сечении:

     

.