Расчет и конструирование типовых деталей и узлов машин и механизмов

      - коэффициент, учитывающий перекрытие  зубьев (с. 125 [1])

    _{- коэффициент торцового  перекрытия}

     

=1/1,72=0,58.

   Определяем  предварительно, по какому из зубчатых колес следует вести расчет

   

; .

   Расчет  проводим  по колесу, для которого отношение  меньше:

     

МПа 182  МПа.

   Прочность по напряжениям изгиба обеспечена.

                   4. Предварительный  РАСЧЕТ диаметров  ВАЛОВ 

 

             Выбираем материал валов:

       Материал  входного вала –по таблице12.13  [4,с.291]:

   сталь 40X с термообработкой – улучшение,

   твердость заготовки 240...270 HB, МПа; МПа;

  МПа.

       Материал  выходного вала редуктора привода конвейера:

 сталь 45 с термообработкой – улучшение;

 твердость заготовки 220...240 HB, МПа; МПа;

  МПа.

          Определяем диаметр выходного конца быстроходного вала:

       Предварительный диаметр вала:

       

,

       где =25 МПа - допускаемое пониженное напряжение при кручении [4,с.291]:

       Предварительный диаметр выходного конца быстроходного вала под шкив:

       

= 17,7  мм;

       Принимаем =32 мм, так как редуктор соединяется с электродвигателем через муфту, а диаметр вала электродвигателя =32 мм , тогда диаметр вала под уплотнение = 35 мм и подшипники = 40 мм, зубъя шестерни выполняем на валу.

       Расчет  выходного вала редуктора :

       Принимаем =20 МПа - допускаемое пониженное напряжение при кручении

       

= 34,3  мм;

       принимаем =36 мм, диаметр вала под уплотнение = 45 мм и подшипники

= 45 мм, под колесо = 50 мм. 
 
 

                                      5. Подбор подшипников

 

         По рекомендациям табл. 7.2 [2,с .89] предварительно принимаем:

         - под быстроходный вал  = 40 мм подшипники роликовые конические № 7208, у которых статическая грузоподъемность С=46500 Н, динамическая С₀=32500 Н, наружный диаметр D=80 мм, внутренний d=40 мм, ширина Т=19,75 мм;

- для  тихоходного вала редуктора  = 45 мм принимаем подшипники роликовые конические № 7209  - С=50000 Н, C₀=33000 Н;  D=85 мм ; d=45 мм;   Т=20,75 мм.

 

                     6.  расчет элементов корпуса

 

   Корпус  редуктора выполняем литым из чугуна марки СЧ 15 ГОСТ 1412-79.

   Для удобства сборки корпус выполняем разборным. Плоскость разъема проходит через  ось быстроходного вала. Плоскость разъема для удобства обработки располагаем параллельно плоскости основания.

   Для соединения корпуса и крышки редуктора  по всему контуру плоскости разъема  выполняем фланцы. Фланцы объединены с приливами для подшипников.

   Толщина стенок основания корпуса и крышки редуктора:

        δ= 0,05·Re+1=0,05·104+1=6,1 мм; принимаем

   Толщина фланцев поясов корпуса и пояс крышки

   

   

   нижний  корпус корпуса

   

, принимаем р=20 мм.

   Диаметры  болтов:

• фундаментных:

                               d1=0,072·Re+12=0,072·104+12= 18,4 мм.         

   принимаем болты с резьбой М16.

• крепящих крышку корпуса у подшипников

d2=(0,7…0,75)·d1=(0,7…0,75)·16=(11,2…12) мм;

   принимаем болты с резьбой М12

• соединяющих крышку с корпусом

d3=(0,5…0,6)·d1=(0,5…0,6)·16=(8…9,6) мм;

   принимаем болты с резьбой М10

 

7. разработка КОМПОНОВочной схемы 

         Компоновочную схему  выполняем в одной проекции (масштаб  М1:1), предварительно на проекции откладываем внешнее конусное расстояние =104 мм.

   Ориентировочно  намечаем выбранные подшипники при  выбранном х=12 мм – расстояние от вращающегося колеса до края внутренней стенки корпуса.

   Производим  размещение подшипниковых и зубчатых узлов в следующем порядке:

    - приняв зазор между торцом колеса и фланцем корпуса 12 мм, а между стенкой и наружной поверхностью колес 12 мм, отчерчиваем внутреннюю стенку корпуса;

   - от внутренней стенки корпуса  на выходном валу с обеих  сторон намечаем габариты подшипника. Затем отводим вспомогательную линию по наружным стенкам подшипников, это необходимо для дальнейшего базирования подшипников на валах;

      - расстояния между точками приложения  реакций подшипников валов определяем графически из чертежа. 
 
 

                   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 8. Выбор способа смазывания  передач и подшипников

 
 

           Так как редуктор общего назначения и окружная скорость не превышает 12,5 м/с, то принимаем картерную систему смазки, при которой в корпус редуктора заливается масло, так, чтобы венец зубчатого колеса был в него погружен. При его вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю часть корпуса. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

   Глубина погружения зубчатого колеса тихоходной ступени в масло должна быть в  пределах половины зубчатого венца шестерни.

   По  табл. 10.29 [6,с.241] определяем, что для смазки редуктора при окружной скорости 2…6 м/с и контактных напряжениях до 600 МПа необходимо масло с масло И-Г-А-46.

     Контроль уровня масла осуществляется  при помощи маслоуказателя. Для  замены масла в корпусе предусмотрено  сливное отверстие, закрываемое  пробкой с цилиндрической резьбой. Внутренняя полость корпуса сообщается с внешней средой посредством установленной на крышку отдушины. Заливка масла осуществляется путем снятия крышки корпуса.

           Смазка подшипников качения будет производиться пластичной смазкой. Для этого полости подшипников тихоходного вала выполняются закрытыми внутрь корпуса. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       9. определение сил, действующих на валы и опоры

 

             Определяем силы, дейсвующие в  зацеплении:

              окружные:     ;

              радиальные:   ;

                                      ;

               осевые:         ;        ;

               нагрузка на входной вал от действия муфты:    .

             Составляем расчетную схему входного вала (рисунок 9.1).

 

 Рис. 9.1. Расчетная схема входного вала

                Определение реакций в плоскости y-z:

;

;

       

;

;

      

    Проверка: ,

                .

       Определение реакций в плоскости х-z:

;		;
;	;

    Проверка: ,

               2699-1810+381-1270=0.

 

    Определяем  реакции опор выходного вала редуктора, для чего определяем силы, дейсвующие в зацеплении:

              окружные:     ;

              радиальные:   ; 

             Составляем расчетную схему выходного вала (рисунок 9.2).

 

                                       Рис. 9.2. Расчетная схема выходного вала 

Определение реакций в плоскости z-y

;

;

       

;

;

    Проверка: ,

               -445-1118+582+981=0. 

       Определение реакций в плоскости y-х:

;    ;               ;    ;

    

                             

    

Проверка: ,

               

3216-1791+1270-2695=0. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

              10. окончательный подбор подшипников

 

           Проводим расчет для подшипников быстроходного вала. На быстроходном валу установлены подшипники роликовые конические однорядные  № 7208 , Со= 32500 Н, частота вращения вала :    n= 970 мин¹, е=0,38;  Y=1,57.

             Определяем суммарные реакции  опор:

 

                                   2799   Н;

 

                                 1834    Н.

 

               Осевые составляющие нагрузки на подшипники:

 

                                  

2799  =883     Н;

 

                                        1834   =578

   Н;

 

            

Поскольку > , а Fa=125 Н

;

то осевые нагрузки на каждый подшипник определяются по формулам:

 

                                =883Н;        =883 +125  = 1008   Н.

 

                 Определяем отношение:

 

                     =  0,315 <е=0,38; по табл.16.12, [3, c.358] , X=1;Y=0;