3.2 Предварительный расчет длин валов.
Предварительные оценки значений длин (мм) различных участков стальных валов редуктора определяют по формулам [2 с.53]:
Для быстроходного вала:
Длина посадочного вала:
Длина промежуточного участка:
Для тихоходного вала:
Длина посадочного вала:
Длина промежуточного участка:
Примерная длина хвостовика тихоходного вала:
По согласованию с руководителем проекта по технологическим и конструкторским причинам, а также после предварительного силового анализа назначают диаметры валов на промежуточном валу:
диаметр вала под колесо ,
диаметр
вала под подшипник
.
3.3 Конструирование зубчатой передачи.
При
серийном производстве заготовки колес
получают из прутка свободной ковкой, а
также ковкой в штампах. Так как объем
выпуска 10000 штук в год, то применяют
двусторонние штампы. Для свободной
выемки заготовки из штампа принимают
значения
и радиусов закруглений
3.3.1. Конструирование колеса быстроходной ступени.
Материал сталь 45 ГОСТ4543-71
Ширина венца 21
Число зубьев 75
Длина ступицы
Диаметр ступицы
Модуль зацепления
Ширина торцов венца
Фаски на торцах венца
Угол фаски
Толщина диска
3.3.2. Конструирование шестерни тихоходной ступени.
Выполняют шестерню за одно целое с валом (вал-шестерня) т.к. качество вала-шестерни выше, а стоимость изготовления ниже, чем вала и насадной шестерни. Все параметры берутся из распечатки.
3.4 Червячная передача.
Выпуск крупносерийный. Венец наплавленный.
Материал червячного колеса: венец Бронза БрО5Ц5С5 ГОСТ493-79, ступица Сталь 45 ГОСТ 1050-88;
Материал червяка Сталь 40Х ГОСТ 4543-71.
3.4.1. Конструирование венца червячного колеса.
Материал Бронза БрО5Ц5С5 ГОСТ493-79
Ширина венца
Число зубьев 30
Модуль зацепления
Ширина торцов венца
Фаски на торцах венца
Угол фаски
3.4.2. Конструирование ступицы червячного колеса.
Материал сталь 45 ГОСТ4543-71
Длина ступицы
Диаметр ступицы
Толщина диска
3.5 Конструирование крышек подшипников.
Материал для всех крышек подшипников СЧ15.
Все крышки назначаются привертными. Определяющим при конструировании крышки является диаметр отверстия в корпусе под подшипник. При установке в крышке подшипников манжетного уплотнения выполняют расточку отверстия так, чтобы можно было выпрессовать изношенную манжету
3.5.1. Конструирование крышки подшипника для быстроходного вала
Наружный диаметр подшипника
Толщина стенки
[2
с.169]
Толщина боковой стенки
Размеры других элементов:
Диаметр отверстия под манжету 42 мм.
3.5.2. Конструирование крышки подшипника для промежуточного вала
Наружный диаметр подшипника
Толщина стенки
[2
с.169]
Толщина боковой стенки
Размеры других элементов:
[2
с.159].
Диаметр отверстия под манжету 45 мм.
3.5.3. Конструирование крышки подшипника для тихоходного вала
Наружный диаметр подшипника
Толщина стенки
[2
с.169]
Толщина боковой стенки
Размеры других элементов:
[2
с.159].
Диаметр отверстия под манжету 85 мм.
3.6 Конструирование корпуса.
Корпусная деталь состоит из стенок , ребер, бобышек, фланцев, и других элементов, соединенных в единое целое. При конструировании литой корпусной детали стенки следует по возможности выполнять одинаковой толщины. Толщину стенок литых деталей уменьшают до величины, определяемой условиями хорошего заполнения формы жидким металлом. Поэтому чем больше размеры корпуса, тем толще должны быть его стенки. Материал корпуса – серый чугун СЧ15. Толщина стенки, отвечающая требованиям технологии литья, необходимой прочности и жесткости корпуса, вычислим по формуле:
Плоскости стенок, встречающиеся под прямым или тупым углом, сопрягают дугами радиусом r = 4(мм), R = 12(мм). Литейные уклоны выполняют по рекомендации [2 c. 290]. Остальные элементы корпусных деталей выполняются по правилам (стр. 290-310) учебника П.Ф. Дунаева, О.П.Леликова.
При проектировании редуктора следует все выступающие элементы устранить с наружных поверхностей и ввести внутрь корпуса. Это обеспечит большую жесткость и лучшие вибро-акустические свойства.
Чтобы поверхности вращающихся колес не задевали за внутренние поверхности стенок корпуса, между ними оставляют зазор:
,
где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач.
Расстояние между дном корпуса и поверхностью колес:
Корпус имеет довольно простую форму, поэтому, сравнивая литье по выпловляемым моделям и литье в оболочковые формы, которое значительно дешевле первого, выбираем второй способ. Этот способ применяется для отливок простой формы из чугуна и стали.
3.7 Конструирование крышки люка.
Для заливки масла в редуктор, контроля правильности зацепления и для внешнего осмотра деталей делают люки. Конструируют крышку-отдушину.
Параметры крышки:
Длина крышки
Толщина штампованного
стального листа
4. Расчет подшипников.
4.1 Выбор типа и схемы установки подшипников
Для фиксирования от осевых смещений поставим конические подшипники на тихоходном валу по схеме «враспор».
На всех остальных валах одну обору выполняем плавающей, другую фиксирующей.
4.2 Расчет подшипников на быстроходном валу
4.2.1. Определение сил, нагружающих подшипник.
Реакции от консольной силы:
Реакции от сил в зацеплении:
-вертикальные составляющие:
-горизонтальные составляющие:
Суммарные реакции:
Суммарные реакции на валу:
4.2.2. Выбор подшипника
Для левой опоры:
Выбирается подшипник 32205 ГОСТ 8328-75 с параметрами:
d = 25 мм, D = 52 мм, В = 15 мм , Cr = 16.8кH, Cor = 8.8 кH.
.
Для правой опоры:
Выбирается подшипник 50305 ГОСТ 2893-82 с параметрами:
d = 25 мм, D = 62 мм, В = 17мм , Cr = 22.5кH, Cor = 11.4 кH.
4.2.3. Расчет на ресурс
Радиальная сила
где
- коэффициент эквивалентности. Для
режима нагружения II
[2 c.118].
Эквивалентная радиальная динамическая нагрузка
V-
коэффициент вращения кольца, V=1
при вращении внутреннего кольца
подшипника относительно направления
радиальной нагрузки,
- коэффициент безопасности, по таблице
7.6 [2 c.118]
;
- температурный коэффициент,
[2 c.117].
Для левой опоры:
Расчетный ресурс (долговечность) подшипника (ч):
где
- коэффициент долговечности, по таблице
7.7 [2 c.119]
;
- коэффициент, характеризующий совместное
влияние на долговечность особых свойств
металла деталей подшипника и условий
его эксплуатации,
[2 c.119].
,
следовательно выбранный подшипник
подходит.
Для правой опоры:
Для радиального
подшипника при выполнении условия
принимаем
Х=1, Y=0 [2 c.113
-116].
Расчетный ресурс (долговечность) подшипника (ч):
где
- коэффициент долговечности, по таблице
7.7 [2 c.119]
;
- коэффициент, характеризующий совместное
влияние на долговечность особых свойств
металла деталей подшипника и условий
его эксплуатации,
[2 c.119].
, следовательно выбранный подшипник подходит.