4. Предварительный расчет валов редуктора и конструирование червяков и червячных колес
Крутящие моменты в поперечных сечениях валов
Нм
Нм
Нм
Ведущий вал
Витки червяка выполнены заодно с валом. Минимальный диаметр вала по расчету на кручение при []K = 25Н/мм2
мм
Для соединения его с валом электродвигателя целесообразно выбрать диаметр выходного конца как у электродвигателя – 22 мм и соединить их стандартной муфтой. Диаметры подшипниковых шеек – 25 мм.
Ориентировочные размеры показаны на эскизе.
Промежуточный вал
Минимальный диаметр вала
мм
На
валу выполнены витки червяка тихоходной
передачи и на шпонку будет посажено
червячное колесо быстроходной передачи.
Выберу диаметры с небольшим запасом.
Ориентировочные размеры – на эскизе.
Ведомый вал
Минимальный диаметр вала
мм
Пусть dв3 = 55 мм. И такие же будут диаметры подшипниковых шеек. Диаметр вала в месте посадки червячного колеса – 60 мм. А длина вала пусть будет как у ведущего.
Параметры червячных колес
Диаметр ступицы червячного колеса определяется по формуле:
Пусть dст2 = 60 мм, dст4 = 100 мм.
Длина ступицы червячного колеса определяется по формуле:
Принимаю lст2 = 42 мм, lст4 = 80 мм.
5. Параметры корпуса редуктора
Корпус будет литой, чугунный, состоящий из корпусной детали и крышки.
Толщины стенок, исходя из межосевого расстояния тихоходной передачи:
корпуса 
мм,
пусть
= 8 мм;
крышки 
мм,
пусть 1
= 8 мм.
Толщина фланцев корпуса и крышки
мм,
пусть это будет 10 мм
Толщина нижнего пояса корпуса
мм
Диаметры болтов:
фундаментных 
мм,
придется брать М20
винты крышек подшипников – М8
соединение корпуса с крышкой – М10
6. Первый этап компоновки редуктора
В двух проекциях в масштабе набросаю компоновочный чертеж для определения внутренних габаритов и размещения валов, колес и подшипников. Главный вопрос – насколько близко разместятся первый червяк и последнее червячное колесо.
Оставляю принятые ранее размеры валов.
Так как в червячном зацеплении возникают значительные осевые усилия, подшипники выбираю радиально-упорные: для ведущего вала – шариковые, для двух других – роликовые конические.
7. Проверка долговечности подшипников
Для начала определю усилия в подшипниках. Для этого в изометрии изображу валы, колеса с указанием действующих сил.
Окружное усилие на червячном колесе, равное осевому усилию на червяке
Н
Н
Окружное усилие на червяке, равное осевому усилию на колесе
Н
Н
Радиальные усилия
Н
Н
Расстояния между опорами, колесами и червяками определены при расчете валов.
Реакции опор
Н
Н
Для определения прочих реакций буду составлять уравнения моментов:
Н
Н
Проверка:
Н
Н
Проверка:
Н
Н
Проверка:
Н
Н
Проверка:
Суммарные реакции:
Н
Н
Н
Н
Н
Н
Подшипники ведущего вала
Предварительно выберу радиально-упорные подшипники средней серии. По диаметру выбираю подшипники 46305 с параметрами: C = 20.7 кН, С0 = 14.6 кН, = 26.
По таблице 7.3 [1] коэффициент осевого нагружения e = 0.68.
Осевые составляющие радиальных реакций:
Н
Н
Более нагружен подшипник 2, долговечность буду определять по нему.
;
Н;
Н
Отношение
,
значит осевую нагрузку учитываю при
определении эквивалентной (из табл.
7.1-7.3 [1]: X
= 0.41; Y
= 0.87; V
= 1; K
= 1; KT
= 1):
Н
Расчетная долговечность
млн.
об.
тыс.
часов
А время работы редуктора (по графику нагрузки)
часов
Выбранные подшипники подходят.
Подшипники промежуточного вала
Здесь пусть будут роликовые конические подшипники 7206 с параметрами: C = 29.2 кН, С0 = 21.9 кН, e = 0.365, X = 0.4, Y = 1.645.
Осевые составляющие
Н
Н
Расчет буду вести по подшипнику 4, как более нагруженному.
Н;
Н
- осевую нагрузку надо учитывать.
Н
Расчетная долговечность
млн.
об.
тыс.
часов
Выбранные подшипники подходят.
Подшипники ведомого вала
Выбираю роликовые конические подшипники 7211 с параметрами: C = 56.8 кН, С0 = 45.2 кН, e = 0.411, X = 0.4, Y = 1.459.
Осевые составляющие
Н
Н
Расчет буду вести по подшипнику 5, как более нагруженному.
Н;
Н
- все равно осевую нагрузку надо учитывать.
Н
Расчетная долговечность
млн.
об.
млн.
часов
Выбранные подшипники подходят – с большим запасом.