4. Эскизная компоновка редуктора

Этот вопрос необходимо решать, используя работы [9, с. 24-32; 10, с. 105].

5. Подбор подшипников

5.1. Расчет сил, действующих в зацеплении [11, с. 293; 3, с. 61, 83]

Определить окружную F_t, осевую F_a, радиальную F_r силы в зацеплении зубчатых передачах по формулам:

· цилиндрические передачи ,

,

,

где T_i – крутящий момент силы, передаваемый зубчатым колесом, диаметр делительной окружности которого равен d_i;  – угол наклона зуба (в прямозубых передачах  = 0);  – угол зацепления ( = 20);

 конические передачи прямозубые:

,

,

,

,

;

 конические передачи с круговыми зубьями для ведущего зубчатого колеса:

(15)

 для ведомого зубчатого колеса

(16)

В формулах (15), (16) надо брать верхний знак при совпадении винтовой линии зубьев и внешнего момента, нижний – в противном случае (F_t – направлена в противоположную сторону внешнего момента). Выбор направления действия сил в зацеплении см. рис. 4.

Рис. 4. Схема сил, действующих в зацеплении

5.2. Построение расчетных схем валов [12, с. 19; 3, с. 169]

5.3. Подбор подшипников

Подобрать подшипники по динамической грузоподъемности [9, с. 79...88], разработать конструкцию подшипникового узла, предусмотрев его фиксацию на валу и в корпусе, а также условия смазки и предохранения от пыли, грязи и абразивных частиц [11, с. 316; 9, с. 92, 149].

6. Подбор муфт [11, с. 456].

7. Расчет валов на статическую прочность,

выносливость и жесткость [12, с.20; 2, с.262, 263, 267]

8. Выбор посадок, расчет одной посадки

Составить расчетную схему и выписать исходные величины: d – диаметр вала, D – диаметр ступицы или диаметр впадин зубчатого колеса, – длина посадочного места, T – крутящий момент сил, передаваемых данным зубчатым колесом, f – коэффициент трения,  – коэффициент Пуассона, Е – модуль продольной упругости, и – высота микронеровностей вала и отверстия.

Рассчитать величину наибольшего натяга по формуле

,

где – величина необходимого удельного давления для передачи крутящего момента сил с вала на зубчатое колесо;

; ,

где – внутренний диаметр вала.

Вычислить расчетный натяг по зависимости

.

По величине выбрать посадку [9].

Проверить прочность соединяемых деталей.

Определить наибольшее удельное давление по наибольшему натягу выбранной посадки

.

Рассчитать эквивалентные напряжения по третьей теории прочности

,

где – главные напряжения.

Эквивалентные напряжение на внутреннем контуре колеса

,

где ; – сжимающее напряжение; – растягивающее напряжение.

Наибольшее эквивалентное напряжение сравнивается с пределом текучести.

Показать поле допуска для выбранной посадки.

9. Выбор смазки [9, с. 147; 3, с. 144]

10. Оценка неравномерности движения машины

Определить неравномерность движения машины по формуле

,

где – определяется из рис. 3,е;  – частота вращения тихоходного вала редуктора; I_п – приведенный момент инерции масс, определяемый по формуле

I_п = (I_р + I₁)(U_б U_т)² + I₂U²_т + I₃ ,

где I_р – момент инерции массы ротора двигателя; I₁, I₂, I₃ – моменты инерции вращающихся масс на быстроходном, промежуточном и тихоходном валах редуктора соответственно; U_б , U_т – передаточные числа быстроходной и тихоходной ступеней редуктора.

Момент инерции массы диска в общем случае определяется по зависимости

,

где b – ширина диска, м; D – диаметр диска, м;  – удельный вес материала диска, Н/м³ ; g – ускорение силы тяжести, м/с².