1.6 Расчет по напряжению изгиба
Расчетное напряжение
Здесь
– коэффициент повышения прочности
косозубых колес.
– коэффициент, учитывающий повышение
изгибно-окружной прочности.
Для
7 степени точности колес и скорости
5,15 м/с:
Тогда
– коэффициент формы зубьев, для
эквивалентного числа зубьев шестерни
и коэффициент смещения
:
– коэффициент нагрузки при изгибе. При
твердости материала HB<350,
консольном расположении опор и
коэффициенте ширины венца
:
.
Коэффициент
динамической нагрузки
аналогично коэффициенту
составляет
Коэффициент
нагрузки
Тогда для ведущей шестерни
для
ведомого колеса коэффициент формы зуба
зависит от
и коэффициента смещения
:
Для ведомого колеса
Наибольшее расчетное напряжение для шестерни превышает допускаемое напряжение изгибу, равное 370 МПа на 44 %.
При
использовании новых материалов
коэффициент концентрации нагрузки
,
коэффициент динамической нагрузки
,
общий коэффициент нагрузки
Расчетное напряжение
Для ведомого колеса
Расчетное
напряжение для шестерни меньше
допускаемого значения
на 4,8 %.
2 Выбор смазки для передач и подшипников
2.1 Смазывание зубчатого зацепления
Так как у нас редуктор общего назначения, то принимаем картерную систему смазки, при которой в корпус редуктора заливается масло, так, чтобы венцы зубчатых колес были в него погружены. При их 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. Для конически-цилиндрического редуктора глубина погружения зубчатых колес в масло должна быть такой, чтобы коническое колесо было погружено на всю ширину зубчатого венца.
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 через люк.
2.2 Смазывание подшипников
Смазка подшипников качения будет производиться из картера редуктора в результате разбрызгивания масла зубчатым колесом. Для этого полости подшипников выполняются открытыми внутрь корпуса.
3 Выводы и предложения по оптимизации работы мотор-редуктора
1) Проведен проверочный расчет прочности быстроходной пары мотор - редуктора в комплектации с электродвигателем мощностью 75 кВт.
2) Расчеты подтверждают факт перегруженности зубчатых колес по контактным напряжениям на 36%. Кроме того, установлено, что по что по напряжениям изгиба расчетное напряжение превышает допускаемое на 44%.
3) Предлагается применить материалы зубчатой пары с твердостью поверхности HRC 56÷63, используя низкоуглеродистые легированные стали. Расчеты показывают, что при изменении материалов контактные напряжения меньше допускаемых на 16%, а изгибные – меньше на 4,8%.
4) В связи с выходом из строя редуктора из-за повышенного износа быстроходной пары, проведен анализ конструкции подшипниковой опоры ведущего вала. Установлено, что в конструкции используется два подшипника: шариковый радиально - упорный 176315 закрытого, нерегулируемого типа, воспринимающий осевую нагрузку в обоих направлениях, а также радиальный, с короткими цилиндрическими роликами 2315. При установке первого подшипника с гарантированным радиальным зазором 0,2÷0,5 мм между наружным кольцом и посадочным отверстием, он воспринимает только осевую нагрузку от силы зацепления быстроходной пары. Радиальную нагрузку воспринимает роликовый подшипник. При этом долговечность подшипников составляет: шарикового – 9266 часов, роликового – 30397 часов.
5) Ведущий вал опирается в радиальном направлении на один подшипник, что увеличивает опасность возникновения радиального биения. При перекрытии радиального зазора в шариковом радиально - упорном подшипнике он воспринимает помимо осевой и радиальную нагрузку. При этом долговечность подшипника существенно понижается.
6) Предлагается установка роликовых конических подшипников серии 7615 по схеме «в растяжку», т.е. большими торцами роликов наружу. Долговечность подшипников увеличивается: шарикового до 9183 часов, роликового до 30231 часа.