11. Второй этап компоновки редуктора.
Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы. Примерный порядок выполнения следующий.
Вычерчиваем шестерни и колеса по конструктивным размерам, найденным ранее (см. Раздел 4).
Конструируем узел ведущего вала.
наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстоянии l1 и l2. Используя эти линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения;
между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1 – 2 мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять роль маслоотбрасывающих колец;
вычерчиваем крышки подшипников. Также ставим уплотнения манжетного типа, которые широко используются как при пластичном, так и при жидких смазочных материалах.
Аналогично конструируем узел промежуточного вала. Обратим внимание на следующие особенности.
отложив от середины редуктора расстояния l1 и l2, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;
между корпусом и подшипником ставим стопорные кольца, для предотвращения случайного смещения подшипника.
При конструировании ведомого вала также следует учитывать определенные особенности.
наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстоянии l1. Используя эти линии, вычерчиваем в разрезе роликоподшипники;
для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки с другой;
вычерчиваем крышки подшипников. Также ставим уплотнения манжетного типа.
На всех валах применяем шпонки призматические по ГОСТ 23360 – 70. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5 – 10 мм меньше длин ступиц
12. Уточненный расчет одного из валов редуктора
Расчет проведем для промежуточного вала, как для самого нагруженного – на нем находятся два зубчатых колеса и шестерня.
Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми значениями [S]. Прочность соблюдена при S ≥ [S].
Будем производить расчет для предположительно опасных сечений.
Опасное сечение. А - А. Концентрацию напряжения вызывает наличие шпоночной канавки. Поскольку на валу находятся два одинаковых зубчатых колеса, то следовательно опасным будет и сечение Б – Б, расчет для которого будет аналогичен как и для сечения А – А.
Материал вала тот, же что и для шестерни, т.е. сталь 40ХН. По табл. 3.3. [ 1, c. 34] при диаметре заготовки 150 - 180 мм (в нашем случае da1 = 169,2 мм) среднее значение предела прочности σв = 880 МПа, предела текучести σт = 590 МПа, средняя твёрдость НВ 280.
Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:
Предел выносливости при симметричном цикле (изгиба) касательных напряжений:
Коэффициент запаса прочности:
где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла:
При d = 48 мм; b = 14 мм; t1 = 6 мм:
Амплитуда и среднее напряжение:
Принимаем
[1,
с. 165-166].
Отсюда коэффициент запаса прочности:
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:
Изгибающий момент в вертикальной плоскости:
Суммарный изгибающий момент в сечении А – А
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
Коэффициент
запаса прочности по нормальным
напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности:
Сечение С – С. Концентрацию напряжения вызывает наличие шпоночной канавки.
Коэффициент запаса прочности:
где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла:
При d = 55 мм; b = 16 мм; t1 = 9 мм:
Амплитуда и среднее напряжение:
Принимаем
[1, с. 165-166].
Отсюда коэффициент запаса прочности:
Изгибающий момент в горизонтальной плоскости:
Изгибающий момент в вертикальной плоскости:
Суммарный изгибающий момент в сечении А – А
Амплитуда нормальных напряжений изгиба:
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности:
