3 Компоновка редуктора и привода
3.1 Предварительный расчет валов
Предварительные значения диаметров (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам/1,стр.42/:
Для быстроходного (входного) вала:
По табл. 24.1 принимаем d=20 мм.
где tцил=2 ;
По табл. 24.1 принимаем dП=25 мм.
где r=2 ;
По табл. 24.1 принимаем dБП=30 мм.
Для промежуточного вала:
По табл. 24.1 принимаем dК=25 мм.
где f=1 ;
По табл. 24.1 принимаем dБК=28 мм.
где r=1,5 [1, с. 42];
По табл. 24.1 принимаем dП=20мм.
По табл. 24.1 принимаем dБП=25 мм.
Для тихоходного (выходного) вала:
По табл. 24.1 принимаем d=40 мм.
где tцил=3 ;
По табл. 24.1 принимаем dП=45 мм.
где r=1,5 ;
По табл. 24.1 принимаем dБП=50 мм.
3.2 Конструктивные размеры корпуса редуктора. По /1,стр.45/ имеем:
где а – зазор между колесом и корпусом;
L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач.
где bo – расстояние между дном корпуса и поверхностью колеса.
принимаем bo=36мм
,принимаем
с=4мм,
где с – расстояние между торцовыми поверхностями колес двухступенчатого редуктора, выполненного по развернутой схеме.
Высота редуктора:
Толщина стенки корпуса /1, с. 257/:
Диаметр болтов для крепления крышки к корпусу примем 12 мм.
Размеры остальных элементов примем исходя из конструктивных соображений.
4 Подбор подшипников качения
Ориентировочно принимаем для валов радиальные шарикоподшипники, подбирая их по диаметру посадочных мест.
По /1, табл. 24.10/ назначаем для ведущего вала подшипник легкой серии 205; для промежуточного вала подшипник легкой серии 204; для ведомого вала подшипник легкой серии 209 .
Тихоходный вал (ведомый)
Определим реакции опор тихоходного вала. Расчетная схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Расчетная схема ведомого вала
Из предыдущих расчетов имеем: Fr=1443,9 Н, Ft=3836,5 Н, Fa=926,7 Н, а=0,090м, b=0,070м, с=0,086м, d=0,163м. Силу Fк определим по формуле /1, с. 102/:
Изгиб вала в плоскости YZ вызывается радиальными усилиями Fr и Fк.
Расчетная схема вала для этого случая представлена на рисунке 2. Необходимо определить составляющие реакций подшипников Rx1 и Rx2 в плоскости YZ.
Для их определения составим и решим уравнения равновесия статики:
откуда
откуда
Выполним проверку правильности определения реакций опор. Для этого составим уравнение равновесия статики в виде суммы проекций всех сил на ось 0у:
Таким образом, реакции опор определены верно.
Рисунок 2 – Расчетная схема ведомого вала в плоскости YZ
Изгиб вала в плоскости XZ вызывается радиальными усилиями Ft и Fк.
Расчетная схема вала для этого случая представлена на рисунке 3. Необходимо определить составляющие реакций Ry1 и Ry2 подшипников в плоскости XZ. Для их определения составим и решим уравнения равновесия статики:
откуда
откуда
Выполним проверку правильности определения реакций опор. Для этого составим уравнение равновесия статики в виде суммы проекций всех сил на ось 0x:
Таким образом, реакции опор определены верно.
Рисунок 3– Расчетная схема ведомого вала в плоскости XZ
Суммарные реакции:
Таким образом наиболее нагруженная опора 2, R2=8320 Н.
Исходные данные: Fr=8320 Н – радиальная реакция опоры (расчет произведем по наиболее нагруженной); Fa=836 Н – осевая сила, n=35 – частота вращения кольца, об/мин; d=50 – диаметр посадочных поверхностей вала, мм; L10h=3810– требуемая долговечность подшипника в часах.
Схема установки подшипников – враспор.
Для подшипника легкой серии 210 из /1, табл. 24.10/ находим:
Отношение:
Из /1, табл. 7.1/ выписываем X=0,56, Y=1,69, e=0,23.
Отношение:
Окончательно принимаем X=0,56, Y=1,69.
Эквивалентная динамическая радиальная нагрузка:
Принимаем К=2,41 из /1, табл. 7.4/, КТ=1 /1, с. 109/.
Расчетный скорректированный ресурс подшипника при а1=1 /1, табл. 7.4/, а23=0,7 /1, с. 108/, к=3 имеет вид:
.
Таким образом, подшипник подходит.