14) Уплотнительные устройства

Применяют для предотвращения вытекания смазочного материала из подшипниковых узлов, также защиты их от попадания пыли, грязи и влаги. В зависимости от места установки в подшипниковом узле уплотнения делят на две группы: наружные - устанавливают в крышках (торцевых и врезных) и внутренние - устанавливают с внутренней стороны подшипниковых узлов.

В проектируемых редукторах применены уплотнения по цилиндрическим поверхностям. Выбор типа уплотнения зависит от способа смазы­вания подшипников, окружной скорости вала, рабочей температуры и характера внешней среды.

Манжетные уплотнения используют при смазывании

подшипников как густым, так и жидким материалом при

низких и средних скоростях υ<10 м/с, так как они оказывают сопротивление вращению вала.

Резиновые армированные манжеты. Манжета состоит из корпуса изготовленного из бензо-маслостойкой резины, стального Г-образного каркаса и браслетной пружины, которая стягивает уплотняю­щую часть манжеты и образует рабочую кромку шириной h=0,4...0,8 мм. Манжеты, работающие в засоренной среде, снабжены "пыльником".

Для предохранения смазочного материала от вытекания манжету обычно устанавливают рабочей кромкой внутрь корпуса, что обеспечивает к кромке доступ масла, уменьшающего износ резины.

Принимаем манжеты резиновые армированные:

для быстроходного вала: Манжета 1.1-25х52 ГОСТ 8752-79

для тихоходного вала: Манжета 1.1-30х62 ГОСТ 8752-79.

15) Конструирование корпуса редуктора

Корпус редуктора служит для размещения и координации деталей пере­дачи, защиты их от загрязнения, организации системы смазки, а также воспри­нятая сил, возникающих в зацеплении редукторной пары, подшипниках, от­крытой передачи. Наиболее распространенный способ изготовления корпусов -литье из серого чугуна (например СЧ 15).

В проектируемом одноступенчатом редукторе принята конструкция разъемного корпуса, состоящего из крышки и основания.

16) Форма корпуса

Определяется в основном технологическими, экс­плуатационными и эстетическими условиями с учетом его прочности и жестко­сти.

а) Габаритные (наружные) размеры корпуса. Определяются размерами расположенной в корпусе редукторной пары и кинематической схемой редук­тора. При этом вертикальные стенки редуктора перпендикулярны основанию, верхняя плоскость крышки корпуса параллельна основанию - редукторная пара вписывается в параллелепипед.

б) Толщина стенок корпуса и ребер жесткости

(75)

где Т₂ - вращающий момент на тихоходном валу, Н/м

Принимаем δ=5 мм

Внутренний контур стенок корпуса очерчивается по всему периметру корпуса с учетом зазоров х=10 мм и у=40 мм между контуром и вращающимися деталями.

17) Фланцевые соединения

Фланцы предназначены для соединения корпусных деталей редуктора. В корпусах проектируемых одноступенчатых редукторов конструируют 3 фланца: 1 - фундаментный основания корпуса, 2 - подшипниковой бобышки основания и крышки корпуса; 3 - соединитель­ный основания и крышки корпуса.

Конструктивные элементы фланца выбираем из таблицы 9.8 по значению диаметра d крепежного винта. Количество соединительных винтов М10 принимаем 4 шт и расстоянию L=44 мм между 2 винтами. На коротких боковых сто­ронах крышки и основания корпуса фланец расположен внутрь корпуса и его ширина К=22 мм определяется от наружной стенки. Полумуфты изготавливают из чугуна марки СЧ 20 (ГОСТ 1412-85) или стали 30Л (ГОСТ 977-88); материал пальцев - сталь 45 (ГОСТ 1050-74); материал упругих втулок - резина с пределом прочности при разрыве не менее 8 Н/мм².Муфты МУВП получили широкое распространение благодаря простоте конструкции и удобству замены упругих элементов. Муфта МУВП обеспечивает надежную работу привода с минимальными дополнительными нагрузками, компенсируя неточности взаимного расположения валов вследствие неизбежных осевых ∆_а, радиальных ∆_r и угловых ∆_у смещений. Однако они имеют небольшую компенсирующую способность и при соединении несоосных валов

оказывают большое силовое воздействие на валы и опоры, при этом резиновые втулки быстро выходят из строя. При расчете опорных реакций в подшипниках учитывалось действие со стороны муфты силы F_m,, вызванной радиальным смещением валов ∆_r.. Угловые смещения валов незначительны и нагрузку, вызванную ими на валы опоры, можно не учитывать. Для соединения выходных концов тихоходного вала редуктора и вала рабочей машины применяем цепную муфту. Цепные муфты предназначены для конструкций с большими крутящими моментами, так как передают более высокие крутящие моменты, чем сами валы. Муфта состоит из двух полумуфт-звездочек, имеющих одинаковые числа зубьев, охватывающей их общей цепи (втулочно-роликовой однорядной) и защитного кожуха, заполненного пластичным смазочным материалом. Достоинства цепных муфт - простота конструкции и обслуживания, относительно небольшие габариты. При монтаже и демонтаже не требуется осевого смещения узлов. Цепная муфта обладает хорошими компенсирующими свойствами.

1) Определение расчетных моментов и выбор муфт МУВП быстроходного вала Основной характеристикой для выбора муфты является номинальный вращающий момент Т, Н·м, установленный стандартом. Муфты выбирают по большому диаметру концов соединяемых валов и расчетному моменту Т_р, который должен быть в пределах номинального.

Т_р = К_р·Т₁ ≤Т, (76)

где Т₁ - вращающий момент на соответствующем валу редуктора, Н·м; Т₁ = 29,7 Нм

Т - номинальный вращающий момент (таблица К3 [1] );

К_р - коэффициент режима нагрузки. К_р =1,25

Т_р =1,25 ·29,7 = 37,12

Принимаем муфту с номинальным вращающим моментом 35 Нм, с диаметром вала d = 20 мм.

Муфта упругая втулочно-пальцевая 35-20-/ ГОСТ 21424-75.

Радиальная сила, вызванная радиальным смещением, определяется по соотношению:

F_m=c_∆r·∆_r (77)

где ∆_r –радиальное смещение, мм (см. таблицу К3);

c_∆r – радиальная жесткость муфты, Н/мм (таблица 9.10), зависит от диаметра посадочного места полумуфты;

Для быстроходного вала:

F_m = 2160 ·0,2 = 432

1. Установка муфт на валу.

Проектируемые муфты состоят из двух полумуфт, устанавливаемых на выходные концы валов на шпоночном соединении призматическими шпонками.

На цилиндрические концы валов полумуфты устанавливаем по следующим посадкам:

При нереверсивной работе с умеренными толчками - Н7/m6 (n6);

10 Проверочные расчеты

После завершения конструктивной компоновки редуктора,

когда опреде­лены и уточнены окончательные размеры всех его деталей и муфты, выбран режим смазки зацепления и подшипников, проводят ряд проверочных расчетов, которые должны подтвердить правильность приня­тых конструкторских решений.

1 ) Проверочный расчёт шпонки для соединения зубчатого колеса редуктора с тихоходным валом

Шпонка используется для соединения 3-й ступени тихоходного вала с зубчатым колесом и передачи крутящего момента от быстроходного вала редуктора к тихоходному валу.

По диаметру вала 3-й ступени d₃ =35 мм по таблице К2 выбираем размеры призматической шпонки:

в=12 мм, h=8 мм, t₁=5 мм, l = l₃ -10 = 35 мм

Выбранную шпонку проверяем на смятие по формуле:

(78)

где F_t - окружная сила на колесе, Н;

А_см = (0,94 ·h - t₁ ) ·l_p - площадь смятия, мм². Здесь l_p = l -b - рабочая длина шпонки со скругленными торцами, мм (l - полная длина шпонки, опре­деленная на конструктивной компоновке); b, h, t₁ - стандартные размеры, l_p = 35 -10 = 25 мм;

- допускаемое напряжение на смятие, Н/мм². При стальной ступи­це и спокойной нагрузке =110...190 Н/мм²; при колебаниях нагрузки следует снижать на 20...25%; при ударной нагрузке - снижают на 40…50%; при чугунной ступице приведенные значения снижают вдвое.

Если при проверке шпонки окажется значительно ниже , то можно взять шпонку меньшего сечения - как для вала предыдущего диапазона, но обязательно проверить ее на смятие. Если получится , то рацио­нальнее перейти на посадку с натягом.

Шпонка на тихоходном валу под колесо:

А_см = (0,94 ·8-5) · 25 = 70,5 мм²

Обозначение выбранной шпонки:

Шпонка 14х9х35 ГОСТ 23360-78.