3.Составление компоновочной схемы редуктора
Рис. 2 Вал
Вал (Рис. 2) — деталь машины, предназначенная для передачи крутящего момента и восприятия действующих сил со стороны расположенных на нём деталей и опор.
3.1Проектировочный расчет валов
Определим диаметры валов из расчета только на кручение по следующей формуле:
,
где
- момент сопротивления
круглого сечения при кручении.
Значение
условного допускаемого напряжения
выбирают из диапазона
[8],
диаметр быстроходного вала:
примем
для соединения вала с муфтой;диаметр промежуточного вала:
примем
для крепления подшипника на валу;диаметр тихоходного вала:
примем
для соединения вала с муфтой.
После определения диаметров валов разрабатываем их конструкцию, т.е. формируем ступени, опорные буртики, предусматриваем шпоночные пазы. Ступенчатая форма вала позволяет свободно передвигать каждую деталь вдоль вала до ее посадочного места и просто фиксировать ее на этом посадочном месте в осевом направлении.
Определим, шестерня устанавливается или нарезается на валу [7 cт.45 ].
В тех случаях ,когда разность в диаметральных размерах между шестерней и валом мала (da<2d) зубья нарезают непосредственно на валу.
На быстроходном валу:
мм,
На промежуточном валу:
мм,
Разница между диаметрами впадин зубьев шестерен и диаметрами валов позволяет соединить их при помощи шпоночного соединения.
3.2 Предворительный выбор типа и схемы установки подшипников
Выбирая подшипники, на первом этапе конструирования редуктора исходят из ориентировочных значений диаметров валов. Затем, параллельно с уточнением размеров валов по длине и по диаметру и уточнением нагрузки подшипника пересматриваем первоначальный вариант и выбираем наиболее рационально подшипники, обеспечивающие необходимые требования.
. Опоры выполняем с простейшим осевым креплением. Один подшипник предотвращает осевое смещение вала в одном направлении, а другой – в другом. Кольца подшипников должны закрепляться на валу и в корпусе, чтобы фиксировать вал в осевом направлении, воспринимать осевую нагрузку и предотвращать проворот колец при динамических нагрузках. Применим упор в заплечик вала.
Для расчета подшипников и других деталей редуктора необходимо создать схематическое изображение редуктора. Схема предоставлена на рис. 3. Она позволяет определить размеры между центрами подшипников и середин зубчатых венцов.
Рис. 3
В первом приближении выберем подшипники, подходящие по диаметру вала:
на быстроходный вал подшипники средней серии;
на промежуточный – средней;
на выходной – средней.
При дальнейших расчетах нагрузки, действующей на них, будем подбирать наиболее оптимальные подшипники, удовлетворяющие всем условиям.
Так как в конструкции редуктора используются цилиндрическая прямозубая передача и коническая, то основными нагрузками, действующими на подшипники, будут радиальные силы и окружные силы.
Поэтому выберем шариковые радиальные однорядные подшипники на выходном валу, а на входном и промежуточном шариковые радиально-упорные однорядные подшипники [ 1, т.2]:
на быстроходный вал 206 ГОСТ 8338-75,
на промежуточный вал 306 ГОСТ 831-75,
на тихоходный вал ГОСТ 310 ГОСТ 831-75
Выбор муфт
Муфты подбираются по диаметру вала и расчетному значению вращающего момента, который для каждого типа муфт определяется по определенной формуле.