7 . Конструктивные размеры шестерен и колёс

Коническая шестерня закрытой передачи выполнена заодно с валом.

Коническое колесо:

Диаметр ступицы: d_ступ = (1,5...1,8) · d_вала = 1,6 · 40 = 64 мм.

Длина ступицы: L_ступ = (1,2...1,5) · d_вала = 48…60мм. Примем длину ступицы 50 мм.

Толщина обода: δ₀ = (3...4) · m = 5…7мм. Примем δ₀= 7 мм

где m = 1,72 мм - модуль нормальный.

Толщина диска: С = (0,1...0,17) · R_e = 0,17 · 94 =15 мм.

где R_e = 94 мм - внешнее конусное расстояние.

8. Конструктивные размеры корпуса редуктора

Т олщина стенки корпуса и крышки одноступенчатого конического редуктора:

δ = 0.05 · R_e + 1 = 0.05 · 94 + 1 = 5,7 мм

принимаем δ = 6 мм.

δ₁ = 0.04 · R_e + 1 = 0.04 · 94 + 1 = 4,76 мм

принимаем δ₁ = 5 мм.

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b = 1.5 · δ = 1.5 · 6 = 9 мм.

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: b₁ = 1.5 · δ ₁ = 1.5 · 5 = 7,5 мм.

Толщина нижнего пояса корпуса:

без бобышки: p = 2.35 · δ = 2.35 · 6 = 14,1 мм, округляя в большую сторону, получим p = 15 мм.

Диаметр фундаментных болтов :

d₁ = 0,055 · R_e + 12 =

0.055 · 94 + 12 = 17,17 мм.

Принимаем d₁ = 16 мм.

Диаметр болтов:

у подшипников:

d₂ = (0,7...0,75) · d₁ = (0,7...0,75) · 16 = 11,2...12 мм. Принимаем d₂ = 12 мм.

соединяющих основание корпуса с крышкой:

d₃ = (0,5...0,6) · d₁ = (0,5...0,6) · 16 = 8...9,6 мм. Принимаем d₃ = 8 мм.

9. Второй этап компоновки редуктора

Используем чертежи первого этапа компоновки. Второй этап имеет целью конструктивного оформить основные детали- ведущий и ведомый вал, колесо, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.

Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам.

Смазывание зацепления и подшипников – разбрызгивание жидкого масла.

Уплотнение валов обеспечивается резиновыми манжетами. В крышке размещаем отдушину. В нижней части корпуса вычерчиваем пробку для спуска масла и устанавливаем трубчатый маслоуказатель.

Устанавливаем крышки: торцевые с жировыми канавками и глухие для подшипников. Под крышки устанавливаем металлические прокладки для регулировки.

На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными концами по ГОСТ 23360-78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5-10 мм меньше длин ступиц.

1 0. Уточненный расчёт валов

Расчёт ведущего вала

Крутящий момент на валу T_кр. = 33,6*10³ H·мм.

Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:

- предел прочности σ_b = 780 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба

σ_-1= 0,43 · σ_b = 0,43 · 780 = 335 МПа;

- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения

== 0,58 · == 0,58 · 335 = 193 МПа.

Рассмотрим два сечения:

1) Диаметр вала в данном сечении D = 26 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

Коэффициент запаса прочности по касательным напря­жжениям

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напря­жжений

При d=26; b=8 мм; t₁=4 мм.

W_{к нетто}= =3449,3 – 297,8 =3,15*10³ мм³

М=2,5* =2,5*336000^0,5*69/2=49.9*10³ Н мм

Сечение проходит по прочности.

2) Рассмотрим сечение, где концентрация напряжений обусловлена переходом от d=26 мм к d=28 мм при D / d =28/26=1,07

коэффициенты концентрации напряжений k_α=1,8 и k_τ=1,3. Масштабные факторы ε_α=0,88 и ε_τ=0,77.

Изгибающий момент М=2,5* =2,5*336000^0,5*69/2=49,9*10³ Н мм

Осевой момент сопротивления W= πd³/32 = 3,14*28³/32=2,15 * 10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений σ_v= М/W = 49,9*10³ / 2,15 * 10³=23,2МПа

Полярный момент сопротивления W_ρ=2W=2* 23,2 * 10³=46,4* 10³ мм³

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напря­жений

Коэффициент запаса прочности по касательным напря­жениям

Коэффициент запаса, прочности по нормальным напря­жениям

Результирующий коэффициент

Сечение проходит по прочности.

Расчет ведомого вала.

Материал вала – сталь 45 нормализованная, σ_Β = 570 МПа.

Пределы выносливости = 0,43·570 = 246 МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

= 0,58·246 = 142 МПа.

1) Диаметр вала в данном сечении D = 28 мм.Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напря­жениям

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напря­жжений

При d=28; b=8 мм; t₁=4 мм.

W_{к нетто}= ==2,78*10³ мм³

Принимаем k_τ=1,68, ε_τ=0,8 и ψ_τ = 0,1; k_α=1,6; ε_α=0,9;

Результирующий коэффициент

Сечение проходит по прочности.

2) Рассмотрим сечение в месте посадки колеса и рассчитываем его на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности по касательным напря­жениям

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напря­жений

При d=36; b=10 мм; t₁=5 мм.

W_{к нетто}=π* d³/16 - b t₁(d - t₁)²/2d=9156,24 - 667,4=8,5*10³ мм³

Принимаем k_τ=1,68, ε_τ=0,715 и ψ_τ = 0,1; k_α=1,6; ε_α=0,835;

Результирующий коэффициент

Сечение проходит по прочности.