7 Первый этап компоновки редуктора.
Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес и звёздочку относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.
Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции - разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; желательный масштаб 1:1, чертить тонкими линиями.
Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию; затем две вертикальные линии — оси валов на расстоянии аw= 125 мм.
Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое с валом; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.
Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:
а) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса
А 1 =1,2 δ ; при наличии ступицы зазор берется от торца ступицы;
б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А= δ.
в) принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А=δ; если диаметр окружности вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от шестерни.
Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников dп3=35 мм и dп4= 46,1 мм.
Таблица 3
-
Условное обозначение подшипника
d
D
B
Грузоподъёмность, кН
Размеры, мм
С
С0
209
45
85
19
33,2
18,6
306
30
72
19
28,1
14,6
Решаем вопрос о смазывании подшипников. Принимаем для подшипников пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца (см. гл. IX, рисунок 9.47). Их ширина определяет размер у=8ч12 мм, причем кольцо должно быть установлено так, чтобы его торец выходил за станку корпуса на 1ч2 мм.
Измерением находим расстояния: на ведущем валу l1= 70 мм и на ведомом l2= 70 мм.
Толщину фланца ∆ крышки подшипника принимают примерно равной диаметру do отверстия; в этом фланце ∆ =12 мм (рисунок 12.7). Высоту головки болта примем 0,7dб=0,7*12=8,4мм.
Рисунок 6 Крышка подшипника.
8 Проверка долговечности подшипника
Ведущий вал: Ведомый вал несет такие же нагрузки, как и ведущий:
Ft = 2613,9Н, Fr = 1101,2 Н, Fa = нет Н
Из первого этапа компоновки l 1= l2=l3= 70 мм
Реакции опор:
в плоскости xz
Rx1=
;
(61)
Rx1=
1131/2=565,5
Н
в плоскости yz
Ry1=
(Fr
×
l1
+
);
(62)
Ry1=
(457
×65
)
=228,5 Н
Ry2= (Fr × l1 - ); (63)
Ry2 = (420 ×65) =228,5 Н
Проверка: Ry1+ Ry2 – Fr =228,5+228,5-457=0
Суммарные реакции:
Pr1=
;
(64)
Pr1
=
Н
Pr2=
;
(65)
Pr2= Н
Рисунок 7 Расчётная схема ведущего вала.
Выбираем подшипники по более нагруженной опоре 1
Шарикоподшипники радиальные однорядные 205 легкой серии (см. таблицу П3): d= 45 мм; D= 85 мм; В= 19 мм; С=33,2 кН; С0=18,6 кН.
Эквивалентная нагрузка по формуле (9.3)
Рэ = (XVPr1+YPa)KбKT (66)
в
которой осевая нагрузка P
=
F
=
0 Н;
коэффициент безопасности для приводов
ленточных конвейеров Кb=1
(см таблицу 9.19); КТ=1
(см. таблицу 9.20).
Pэ= (0,56 *1*603,23)=337,8088 Н
Расчетная долговечность, млн. об.
L=
; (67)
L
=
млн.
об.
Расчетная долговечность, ч
Lh=
;
(68)
Lh=
ч
здесь n1 = 1434 об/мин - частота вращения ведущего вала редуктора.
Ведомый вал:
Из предыдущих расчетов имеем: Ft=1131 Н, Fr= 457 H и Fa= 0 Н
Нагрузка на вал от цепной передачи FB= 1287 Н
Составляющие этой нагрузки
FBX=FBy=FB∙sinγ=1287 ∙sin45◦ = 910 Н (69)
Реакции опор:
в плоскости xz
(70)
(71)
Проверка:
в плоскости yz
(72)
(73)
Проверка:
Суммарные реакции:
r3=
;
(74)
r3=
;
(75)
Рисунок 8 Расчётная схема ведомого вала.
Выбираем подшипники по наиболее нагруженной опоре 4.
Шариковые радиальные подшипники 306 средней серии: d= 30 мм;
D= 72 мм; В= 19 мм; С= 28,1 кН; С0= 14,6 кН.
Отношение ; этой величине соответствует
PЭ=Pr4VKбKТ=
*1*1,2*1=2699,556
Н
Расчетная долговечность, млн.
;
(76)
Расчетная долговечность, ч
;
(77)
Для зубчатых редукторов ресурс работы подшипников может превышать 36 000 ч (таков ресурс самого редуктора), но не должен быть менее 10 000ч (минимально допустимая долговечность подшипника). В нашем случае подшипники ведущего вала имеют ресурс Lh ≈ 82,7∙103 ч, а подшипники ведомого вала имеют ресурс Lh ≈ 52,74 ∙103 ч.