3 Предварительный расчет валов

3.1 Диаметр вала

где Т – передаваемый момент;

[_к] = 15÷20 МПа – допускаемое напряжение на кручение [1c.161]

3.2. Быстроходный вал

d₁ = (16∙128,4·10³/π15)^1/3 = 34,98 мм

Чтобы ведущий вал редуктора можно было соединить с помощью стандартной упругой втулочно-пальцевой муфты (допускаемый момент у муфты 710 Н·м, диапазон диаметров, соединяемых валов 45÷56 мм) с валом электродвигателя диаметром d_дв = 48 мм, принимаем:

диаметр выходного конца d_в1 = 45 мм;

диаметр под уплотнением d_у1 = 50 мм;

диаметр под подшипником d_п1 = 55 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

3.3. Тихоходный вал

d₂ = (16∙487,9·10³/π15)^1/3 = 54,58 мм

принимаем:

диаметр выходного конца d_в3 = 55 мм;

диаметр под уплотнением d_у3 = 60 мм;

диаметр под подшипником d_п2 = 65 мм.

диаметр под колесом d_к2 = 70 мм.

3.4. Конструктивные размеры колеса:

диаметр ступицы

d_ст = (1,5…1,7)d = (1,5…1,7)70 =105…119 мм

принимаем d_ст =110 мм

длина ступицы

l_ст = (0,8…1,7)d = (0,8…1,7)70 = 56…119 мм

принимаем l_ст = 100 мм (с последующей проверкой шпонок на смятие)

толщина обода

 = 4m = 4·3,0 =12 мм

толщина диска

С = 0,3b = 0,3·63 = 19 мм

4. Конструктивные элементы корпуса

Толщина стенок корпуса и крышки редуктора

 = 0,025а_т + 3 = 0,025·200 + 1 = 6,0 мм принимаем  = 8 мм

Толщина фланцев

b = 1,5 = 1,5·8 = 12 мм

Толщина нижнего пояса корпуса

р = 2,35 = 2,35·8 = 20 мм

Диаметр болтов:

- фундаментных

d₁ = 0,036a_т + 12 = 0,036·200 + 12 = 19,2 мм

принимаем болты М20;

- крепящих крышку к корпусу у подшипников

d₂ = 0,75d₁ = 0,75·20 = 15 мм

принимаем болты М16;

- соединяющих крышку с корпусом

d₃ = 0,6d₁ = 0,6·20 = 12 мм

принимаем болты М12.

5. Первый этап компоновки редуктора

Проводим две горизонтальные осевые линии на расстоянии 200 мм – оси валов. В правой части листа проводим вертикальную осевую линию. Вычер­чиваем упрощенно шестерню и колесо со ступицей. Шестерня выполнена заодно с валом. Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса: принимаем зазор между торцом шестерни и ступицы и стенкой корпуса 10 мм; зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса 8 мм.

Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии №311 для быстроходного вала и легкой №215 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника	D мм	D мм	B мм	С кН	С0 кН
№311	55	120	29	71,5	41,5
№213	65	120	23	56,0	34,0

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 толщиной 10 мм.

6. Проверка долговечности подшипников

6.1. Схема нагружения быстроходного вала.

Консольная сила от муфты

F_м = 100Т₁^0,5 = 100·128,4^0,5 =1133 Н

T₁

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 85F_t – 170B_X + 100F_M = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X = (3235·85+100∙1133)/170 = 2284 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = F_M + B_X - F_t = 1133 + 2284 – 3235 = 182 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 2284·0,085 = 194,1 Н·м

M_X2 = 1133·0,100 = 113,3 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 85F_r – F_ad₁/2 – B_Y170 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (1198·85 – 613·79,39/2)/170 = 456 H

A_Y = F_r – В_Y = 1198 – 456 = 742 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y1 = 742·0,085 = 63,1 Н·м

M_Y2 = 456·0,085 = 38,8 Н·м

Суммарные реакции опор

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (182² + 742²)^0,5 = 764 H

B = (2284² + 456²)^0,5 = 2329 H