2.10 Другий етап компоновки редуктора

Викреслюємо шестерню та колесо по конструктивним розмірам найдених раніше. Шестерню виконуємо як єдине ціле з валом.

Конструюємо вузол ведучого вала:

1. Наносимо осьові лінії, віднесені від центру редуктора на відстань l₂=l₃, враховуючи величину а₁.

2. Між торцями підшипників та внутрішньою по верхньою стінки корпуса викреслюємо мазевтримуючі кільця. Їх торці повинні виступати у внутрішню сторону корпуса на 1…2 мм від внутрішньої стінки. Тоді ці кільця будуть виконувати масловідкидуючих кілець. Для зменшення числа ступенів вала кільця встановлюємо на той же діаметр, що і підшипники. Фіксація їх в осьовому напрямку здійснюється заплечником вала та торцями внутрішніх кілець підшипників.

3. Викреслюємо кришки підшипників, з вплотнюючими прокладками та бовтами.

4. Перехід вала до приєднувального кінця виконується на відстані 10…15 мм від торця кришки підшипника так, щоб ступиця шківа не задівала головки бовтів кріплення кришки.

Аналогічно конструюємо вузол відомого вала.

1. Для фіксації зубчатого колеса в осьовому напрямку передбачаємо стовщення вала з однієї сторони та встановлення розпірної втулки з другої; шість переходів вала, зміщуємо на 2…3 мм у внутрішню частину розпірної втулки, для того, щоб гарантувати притискування мазевтримуючого кільця до торця втулки.

2. Відклавши від середини редуктора відстань l₄ та l_5,, проводимо осьові лінії враховуючи а₂, та викреслюємо підшипники.

3. Викреслюємо мазевтримуючі кільця, кришки підшипників з прокладками та бовтами.

На ведучому та веденому валах викреслюємо шпонки призматичні зі скругленими торцями по ГОСТ23360-78. Викреслюємо шпонки, приймаючи Їх 5…10 мм менше довжини ступиці.

Рис.4 Компоновка редуктора

2.11 Перевірка міцності шпонкових з‘єднань

Шпонки призматичні із округленими торцями.Розміри січень шпонки і пазів та довжин шпонок по ГОСТ 23360-78. Приймаємо матеріал шпонки – Сталь 45 нормалізована.

2.11.1 Напруга зминання та умова міцності

(2.89)

Допустиме напруження зминання при стальній ступиці

[σ_зм]=100…120 МПа

Ведучий вал:

Перевіряємо шпонку під шківом

d= 30 мм;

b × h = 8×7;

t₁= 4 мм;

l= 35мм.

Т₁= 101 Н·м = 101·10³ Н·мм

Аналогічно розраховуємо інші шпонки

Ведомий вал:

Перевіряємо шпонку під колесом:

d=55мм;

b×h = 16×10;

t₁=6мм;

l= 50мм.

Ведомий вал:

Перевіряємо шпонку під муфтою

d=45 мм;

b×h=14x9;

t₁=5.5мм;

l= 55мм.

2.12 Уточнений розрахунок валів

Ведучий вал:

2.12.1 Межа витривалості при симетричному циклі згину

(2.90)

де σ_В=780 МПа - межа міцності

2.12.2 Межа витривалості при симетричному циклі дотичних напружень

(2.91)

Січення А-А. Це січення при передачі крутного моменту від електродвигуна через клинопасову передачу.

Концентрацію напружень визначає наявність шпонкової канавки.

2.12.3. Коефіцієнт запасу міцності

(2.92)

де t_v=t_m= , амплітуда та середнє напруження від нульового цикла звідси

При d=28 мм; b=8 мм; t₁=4 мм.

(2.93)

t_v=t_m= (2.93.1)

По табл.8.5/1/с.165 для валів з одною шпонковою канавкою при σ_В=570 МПа К_τ=1,68

По табл.8.5/1/с.166 при d=21 мм ξ_δ=0,76; .

Для вуглецевої сталі ψ_t=0,1 по с.166/1/.

(2.93.2)

2.12.4 Момент в січенні А-А від консольного навантаження

(2.93.3)

2.12.5 Коефіцієнт запасу прочності по нормальнім навантаженням

(2.94)

2.12.7 Результатній коефіцієнт запасу прочності

(2.95)

За тієїж причини перевіряти прочнісьть в січенні Б-Б та В-В немає потреби.

Ведомий вал:

Матеріал вала - Сталь 45 нормалізована σ_В=570 МПа

(2.96)

(2.97)

Січення Г-Г діаметр вала в цьому місці 50. Концентрація напружень обумовлено наявністю шпонкової канавки. К_σ=1,59; K_t=1,49 по табл..8.5/1/С.165

Масштабні фактори ξ_σ=0,775 ξt=0,67 по табл.8.8/1/с.166

Коефіцієнти ψ_В=0,15 ψ_t=0,1 по с.163-166/1/

2.12.13 Загальний момент в горизонтальній площині

(2.98)

2.12.14 Загальний момент в січенні

(2.99)

2.12.15 Сумарний мамент в січенні

(2.100)

2.12.16 Момент опору крученню

(2.101)

2.12.17 Момент опору згину

(2.102)

2.12.18 Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень

(2.103)

2.12.19 Амплітуда нормальних напружень

(2.104)

2.12.20 Коефіцієнт запасу міцності по дотичним напруженням

(2.105)

2.12.21 Коефіцієнт запасу міцності по нормальним напруженням

(2.106)

2.12.22 Результуючий коефіцієнт запаса міцності

(2.107)

2.12.23 Концентрація напружень обумовлено посадкою підшипника з гарантованим натягом

по табл.8.7/1/с.167

2.12.24 Згинальний момент

(2.108)

2.12.25 Амплітуда нормальних напружень

(2.108.1)

2.12.26 Полярниий момент опору

W_p =2W

W_p=2·39500=79000 мм³

2.12.27 Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень

(2.109)

2.12.28 Коефіцієнт запасу міцності

(2.110)

де К_τ=1,49; ξ_τ=0,69 $ψ_t=0,1

2.12.29 Момент опору крученню

(2.111)

2.12.30 Момент опору згину

(2.112)

2.12.31 Амплітуда і середнє напруження циклу дотичних напружень

(2.113)

2.12.32 Коефіцієнт запасу міцності

(2.114)

2.13 Посадка деталей редуктора

Посадки назначаю керуючись даними табл.10.13/1/с.263

Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347-82.

Посадка шківа клинопасовой передачі .

Шийки валів під підшипник k6. Відхилення отворів в корпусі під наружне кільце по Н7.

Посадка крильчаток на вал редуктора Н8.

2.14 Вибір сорта масла

Змащування зацеплення та підшипликів використовується розбризкуванням рідкого мастила крильчатками. По табл. 10.9/1/с.253 встановлюю в‘язкасть мастила. При контактних напруженнях та швидкістю рекомендуєма в‘язкість мастила повинна бути приблизно рівна 20∙10^-6 м²/с по табл. 10.10/1/с.253. Приймаємо мастило індустріальне И-20А.