4.10.2 Проверка прочности шлицевых соединений

На промежуточном валу, в месте соединения колеса, применяем шлицевое прямобочное соединение. Размеры соединения выбираем из таблицы «Соединения шлицевые прямобочные (ГОСТ 1139-80)»:

Для :

.

На выходном валу, в месте соединения колеса, применяем шлицевое прямобочное соединение. Размеры соединения выбираем из таблицы «Соединения шлицевые прямобочные (ГОСТ 1139-80)»:

Для :

.

Шлицевое соединение проверяют по напряжениям смятия , МПа, :

, (4.212)

где – число шлицев,

- длина поверхности контакта зубьев,

- коэффициент, учитывающий неравномерную работу зубьев, условно принимаем равным 0,7

- высота поверхности контакта зубьев,

- средний диаметр поверхности контакта зубьев.

Средний диаметр поверхности контакта зубьев ,мм , находим по формуле:

, (4.213)

где – наружный диаметр шлицев,

- внутренний диаметр шлицев

Для шлицевого соединения на промежуточном валу:

,

.

Для шлицевого соединения на выходном валу:

,

.

Высоту поверхности контакта зубьев , мм, считаем по формуле:

, (4.214)

где - размер фаски

Для шлицевого соединения на промежуточном валу:

,

.

Для шлицевого соединения на выходном валу:

,

.

Расчетное напряжение на смятие , МПа, вычисляем по формуле (4.212), для шлицевого соединения на промежуточном валу:

Расчетное напряжение на смятие , МПа, вычисляем по формуле (4.212), для шлицевого соединения на выходном валу:

Во всех случаях выполняется условие, по которому будет поставлена только одна шпонка:

, (4.215)

где – допускаемое напряжение смятия равное 70 МПа.

4.11 Выбор и расчет муфт

Муфты выбирают из стандартов или нормалей машиностроения в зависимости от расчетного вращающего момента и диаметров соединяемых валов.

Расчетный вращающий момент , Нм, находим по формуле:

(4.216)

где – коэффициент режима работы для привода от электродвигателя равен 1,5

Из таблицы «Муфты фланцевые (ГОСТ 20761-80)» выбираем муфту, при этом соблюдаем условие:

(4.217)

где – вращающий момент, передаваемый стандартной муфтой,

,

,

,

,

,

,

.

Диаметр вала:

.

4.11.1 Расчет фланцевой муфты

Болты в отверстия поставлены с зазором. В этом случае вращающий момент передается силами трения, возникающими на соприкасающихся поверхностях полумуфт за счет затяжки болтов силой . Должно выполняться условие:

(4.218)

где – сила трения на стыке полумуфт,

– окружная сила, стремящаяся повернуть одну полумуфты относительно другой.

Из указанного выше условия, учитывая, что болт работает на растяжение и кручение, рабочее напряжение в ослабленном резьбой сечении определяется по выражению:

(4.219)

где – внутренний диаметр резьбы болта, мм

– диаметр окружности, проходящей через центры болтовых отверстий, мм

– коэффициент трения равен 0,15

– количество болтов

Выбираем материал для болта сталь 45.

,

, (4.220)

.

4.12 Определение марки масла для зубчатых передач и подшипников

Ориентировочного значение вязкости масла для смазывания зубчатых передач определяется в зависимости от фактора :

(4.221)

где – твердость по Виккерсу активных поверхностей зубьев шестерни равна 285 МПа и 238 МПа для тихоходной и быстроходной ступеней соответственно.

Для тихоходной ступени из формулы (4.221):

Для быстроходной ступени из формулы (4.221):

По значению для тихоходной ступени получаем вязкость равную 10010⁶, м²/с.

По значению для быстроходной ступени получаем вязкость равную 5010⁶, м²/с.

Т.к. редуктор имеет общую масляную ванну, то определяем среднее значение вязкости по формуле:

, (4.222)

.

Из таблицы «Нефтяные смазочные масла» выбираем по среднему значению вязкости марку масла И-70А.

4.13 Рекомендуемые посадки деталей

4.13.1 Посадки ступиц зубчатых колес на валы

Посадка ступицы прямозубого колеса при шлицевом соединении на вал Н7/n6.

Посадка ступицы косозубого колеса при шлицевом соединении на вал Н7/n6.

4.13.2 Посадка шкива ременной передачи на вал

Посадка шкива ременной передачи со шпонкой при умеренных толчках нагрузки на вал Н7/m6.

4.13.3 Посадки подшипников качения на вал

Посадка подшипников качения в корпус Н7/l0.

Посадка подшипников качения на вал L0/k6.

4.13.4 Посадка крышек подшипников корпус

Посадка глухой крышки в корпус Н7/d11.

Посадка проходной крышки в корпус Н7/h8.

4.13.5 Посадка разделительных колец на вал D9/k6.

Заключение

На основании произведенных расчетов выбран электродвигатель 4А132М6, определены передаточные отношения ременной и зубчатой передач U_р = 1,5, U_Б = 3,155, U_Т = 2,847, частоты вращения, мощности и вращающие моменты на валах редуктора n₁=646,667об/мин, n₂=204,989 об/мин, n₃=72 об/мин, n_пв=72 об/мин, Р₁=6,039 кВт, Р₂=5,739 кВт, Р₃=5,455 кВт, Р_пв=5,4 кВт, Т₁=89,174 Н∙м, Т₂=267,358 Н∙м, Т₃=723,432 Н∙м, Т_пв=716,197Н∙м.

Путем подбора диаметров шкивов, толщины ремня, получена долговечность ременной передачи 2056 ч.

Используя недорогие, но достаточно прочные стали 35ХМ, 40ХН, рассчитаны компактные зубчатые передачи, определены диаметры валов и сделаны проверки на прочность.

Разработана эскизная компоновка редуктора, позволившая принять окончательное решение о размерах деталей редуктора с учетом характера действующих в зацеплении сил и размеров валов, подобраны подшипники качения и проверены на долговечность 33650ч.

Для соединения редуктора с приёмным валом машины из стандартов выбрана муфта, и её отдельные элементы проверены на прочность.

Расчетным путём определена марка масла И –70А для зубчатых колес и подшипников, установлен уровень масла 4 литра.

По размерам, полученным из расчетов, выполнены сборочный чертеж редуктора и рабочие чертежи деталей. Результаты проектирования можно использовать для создания опытного образца.

Полученные навыки проектирования могут быть использованы при выполнении проектно-конструкторских работ по специальным дисциплинам.

Библиографический список

1. Проектирование механического привода с цилиндрическим соосным редуктором. Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Детали машин и основы конструирования” / Здор Г. П. Бородин А. В. Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2000. 68 с.

2. Дунаев П. Ф. Леликов О. П. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие. Изд. 5-е, перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1988.447с.

3. Проектирование механических передач: Учеб. Пособие для не машиностроительных вузов / С.А. Чернышевский, Г. М. Цикович, В. А. Киселев и др. 4-е изд. Перераб. М.: Машиностроение, 1976. 608 с.

73