5.2 Конструктивные размеры зубчатого колеса

Основные размеры зубчатого колеса были определены в проектном рас-

чете:

-делительный диаметр

d ₂  159,5 мм;

-диаметр окружности вершин зубьев

d_a2  162 мм;

-диаметр окружности впадин зубьев

d _{f 2}  156,5 мм;

-ширина зубчатого венца колеса

b₂  32 мм.

Дальнейшее конструирование состоит в разработке его конфигурации

[1, с. 174].

Зубчатое колесо выполняем плоской формы с симметричным относи- тельно обода расположением ступицы. Учитывая диаметр d_a2  162 мм в каче- стве способа изготовления заготовки для зубчатого колеса выбираем ковку ( d_a  100…500 мм). Выбранная конструкция показана на рисунке 5.1.

Рисунок 5.1 – Типовая конструкция зубчатого колеса с симметричным относительно обода расположение ступицы

Определяем параметры основных конструктивных элементов зубчатого колеса [1, таб. 10.2, с. 175].

1. Размеры обода.

Толщина

S  2,2 ∙ m  0,05 ∙ b₂  2,2 ∙ 1,25 + 0,05 ∙ 32 = 4,35 (мм). (5.2)

Принимаем S = 4 мм.

На торцах зубьев выполняем фаски размером [1, таб. 10.2, с. 175]

f  (0,6...0,7) ∙m  (0,6...0,7) ∙1,25 = 0,75…0,875 (мм). (5.3)

Округляем полученное значение размера фаски до стандартного, при- нимаем f = 1,6 мм [1, таб. 10.1, с. 174].

Угол фаски для прямозубых колес α_ф = 45° [1, таб. 10.2, с. 175].

2. Размеры ступицы.

Диаметр внутренний (под вал)

d  d₃  42 мм.

Диаметр наружный (при шпоночном соединении и посадке с натягом)

d_ст  1,55 ∙ d  1,55 ∙ 42 = 65,1(мм). (5.4)

Округляем полученное значение диаметра до стандартного, принимаем

d_ст = 67 мм.

На ступице колеса выполняем фаску 2 × 45° [1, таб. 10.1, с. 174].

Толщина

 _ст  0,3 ∙ d 0,3 ∙ 42= 12,6 (мм). _(5.5)

Округляем размер стандартного, принимаем  _ст = 13 мм.

Длина

l_ст  (1,0...1,5) ∙ d  (1,0...1,5) ∙ 42 = 42…63 (мм). _(5.6)

Принимаем l_ст  45 мм.

3. Размеры диска.

Толщина

C  0,5 ∙ (S   _ст ) ∙ = 8,5 (мм). _(5.7)

При этом должно выполняться условие

C  0,25 ∙ b₂  0,25 ∙ 32 = 8 (мм) (5.8)

Принимаем С = 9 мм.

Радиусы закруглений R  6 мм, принимаем R = 6 мм.

Уклон   7°.

6 Конструирование корпуса редуктора

В корпусе редуктора размещаются детали зубчатой передачи. При его конструировании должны быть обеспечены прочность и жесткость, исклю- чающие перекосы валов.

Для повышения жесткости служат ребра, располагаемые у приливов под подшипники. Корпус выполняем разъемным, состоящим из основания (карте- ра) и крышки. Плоскость разъема проходит через оси валов.

Материал корпуса – СЧ10.

Рассчитываем размеры основных элементов корпуса редуктора [2, таб. 10.2, с. 241].

Толщина стенки корпуса одноступенчатого цилиндрического редуктора

^{  0,025а  1  0,025 ∙ 100 + 1 = 3,5 (мм). (6.1)}

Во всех случаях   8 мм, поэтому принимаем   8 мм.

Толщина стенки крышки одноступенчатого цилиндрического редуктора

^₁ ^{ 0,02а  1  0,02 ∙ 100 + 1 = 3 (мм).} _(6.2)

Во всех случаях ₁  8 мм, поэтому принимаем ₁  8 мм.

Толщина верхнего пояса (фланца) крышки корпуса

^{b  1,5 = 1,5 ∙ 8 = 12 (мм).} _(6.3)

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса

^b₁ ^{ 1,5}₁ ^{ 1,5 ∙ 8 = 12 (мм). (6.4)}

Толщина нижнего пояса корпуса:

без бобышки

^{p  2,35 = 2,35 ∙ 8 = 18,8 (мм); (6.5)}

при наличии бобышки

^p₁ ^{ 1,5 = 1,5 ∙ 8 = 12 (мм);} _(6.6)

^p₂ ^{ (2,25...2,75)  (2,25…2,75) ∙ 8 = 18…22 (мм).} _(6.7)

Принимаем p = 19 мм, p₁  12 мм, p₂  20 мм.

Толщина ребер основания корпуса

^{m  (0,85...1) = (0,85…1) ∙ 8 = 6,8…8 (мм). (6.8)}

Принимаем m = 8 мм.

Толщина ребер крышки

^m₁ ^{ (0,85...1)}₁ ^{ (0,85…1) ∙ 8 = 6,8…8 (мм).} _(6.9)

Принимаем m₁ = 8 мм.

Диаметр фундаментных болтов

^d₁ ^{ (0,03...0,036)а  12  (0,03…0,036) ∙ 100 + 12 = 15…15,6 (мм).} _(6.10)

Принимаем для фундаментных болтов резьбу М16 .

Диаметр болтов:

у подшипников

^d₂ ^{ (0,7...0,75)d}₁ ^{ (0,7…0,75) ∙ 16 = 11,2…12 (мм);} _(6.11)

^{соединяющих основание корпуса с крышкой}

^d₃ ^{ (0,5...0,6)d}₁ ^{ (0,5...0,6) ∙ 16 = 8…9,6 (мм).} _(6.12)

Принимаем для болтов у подшипников (d₂) резьбу М12 , соединяющих основание корпуса с крышкой (d₃) – М8 .

Для крепления крышки подшипника принимаем 4 винта (d₄) с резьбой М8 .

Размеры, определяющие положение болтов d₂

^{e  (1...1,2)d}₂ ^{ (1...1,2) ∙ 12 = 12…14,4 (мм);} _(6.13)

^{q  0,5d}₂ ^{ d}₄ ^{ 0,5 ∙ 12 8 = 14 (мм).} _(6.14)

Принимаем e  12 мм, q = 18 мм.

Диаметр отверстия в гнезде под подшипник D_п принимаем по наружно- му диаметру подшипника: для быстроходного вала D_п = 72 мм, для тихоход- ного вала D_п = 80 мм.

Диаметр гнезда под подшипник на быстроходном валу

^D_к ^{ D}₂ ^{ (2...5)  105  (2...5) = 107…110 (мм), (6.15)}

^{где D}₂ ^{– диаметр фланца крышки подшипника,}

^D₂ ^{ D}_п ^{ (4...4,5)d}₄ ^{ 72 (4...4,5) ∙ 8 = 104…108 (мм), (6.16)}

принимаем D₂ = 105 мм.

Принимаем диаметр гнезда под подшипник на быстроходном валу D_к = 110 мм.

Диаметр гнезда под подшипник на тихоходном валу

^D_к ^{ D}₂ ^{ (2...5)  115 + (2…5) = 117…120 (мм),}

где D₂ – диаметр фланца крышки подшипника,

^D₂ ^{ D}_п ^{ (4...4,5)d}₄ ^{ 80 + (4…4,5) ∙ 8 = 112…116 (мм),}

принимаем D₂ = 115 мм.

Принимаем диаметр гнезда под подшипник на тихоходном валу D_к = 120 мм.

Длина гнезда под подшипник

^{l *   c2  Rб  (3...5)  8 + 18 + 14 + (3…5) = 43…45 (мм), (6.17)}

где с₂ – размер, определяющий положение центра отверстия под болт у подшипника, с₂ = 18 мм;

R_б – радиус закругления у бобышки,

^R_б ^{ 1,1d}₂ ^{ 1,1 ∙ 12 = 13,2 (мм), (6.18)}

принимаем R_б = 14 мм.

Определяем размеры конических штифтов, используемых для фиксации основания корпуса и крышки редуктора относительно друг друга.

Диаметр штифта

d_ш  d₃  8 (мм).

Длина штифта

^l_ш ^{ b  b}₁ ^{ 5  12 + 12 + 5 = 29 (мм).} _(6.19)

Округляем значение длины штифта до стандартного, принимаем l_ш = 30 мм.

Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса:

по диаметру

^{A  (1...1,2)  (1…1,2) ∙ 8 = 8…9,6 (мм),} _(6.20)

принимаем А = 10 мм;

от торца колеса (ступицы)

^{А1 ≈ А = 10 мм. (6.21)}