3. Разработка эскизного проекта [1, с.42]
Определяем предварительные диаметры валов.
Для быстроходного вала шестерни диаметр определяется по следующей формуле:
В соответствии с ГОСТ 12080-66 принимаем значение d1=35мм.
Для быстроходного вала колеса диаметр определяется по следующей формуле:
В соответствии с ГОСТ 12080-66 принимаем значение d2=50мм.
Основные конструктивные решения.
Определяем минимальное расстояние между деталями передач:
где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач. Примем L=250мм, равную сумме делительных диаметров.
Тогда
Определяем расстояние между дном корпуса и поверхностью колёс:
Компоновка выполняется с таким расчетом, чтобы размеры редуктора в осевом направлении были небольшими, а валы жёсткими. Остальные размеры принимаются в соответствии с рекомендациями [1, с.257].
Крышки подшипниковых узлов конструируем в зависимости от диаметра внешнего кольца подшипника [1, с.148].
Конструкция зубчатого колеса проработана по рекомендации [1, с.63].
Смазка зубчатого зацепления осуществляется окунанием колеса в масло, заливаемое в корпус редуктора до определённого уровня. Применяем масло индустриальное И-70А по ГОСТ 20799-75 [1, с.178].
Смазка подшипников осуществляется разбрызгиванием масла шестерней и затеканием в подшипниковые полости. Это достоинство подшипников качения - требуют мало смазки.
Для контроля уровня масла предусматривается жезловой указатель уровня масла, а для слива отработанного масла сливная пробка. Для визуального контроля выработки редуктора используется смотровое окно, применяемое также для доливания масла.
4. Расчёт валов
4.1. Рассчитываем быстроходный вал на статическую прочность
По чертежу вычерчиваем расчетную схему
Fx3 Fy3 Ry2 Rx2 Ry4 Rx4
Fк
1 2 3 4
55,7 65 63
Mx,
Hxмм -46795
My,
Hxмм 7550 -14795
Mкр(max)
= Ткр, Hxмм
Рассматриваем действие изгибающих моментов в вертикальной плоскости.
Проверка:
Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости
Сечение A:
Сечение Б:
Сечение В:
Сечение Г:
Рассматриваем действие изгибающих моментов в горизонтальной плоскости.
Проверка:
Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости
Сечение A:
Сечение Б:
Сечение В:
Сечение Г:
Крутящий (вращающий) момент
Передача вращающего момента происходит вдоль оси вала со стороны входного участка до середины шестерни (Эпюра Т).
Суммарный изгибающий момент в сечении В, как наиболее нагруженном определяем по формуле:
где КП=2,2 – коэффициент перегрузки табл. 24.9. [1, с.417]
Суммарный крутящий момент в сечении В:
Осевой момент сопротивления для вала шестерни:
.
Полярный момент сопротивления:
.
Нормальные и касательные напряжения в сечении В:
Коэффициент запаса прочности:
Конструктивно принятые размеры вала обеспечивают многократный запас, поэтому расчет на сопротивление усталости выполнять нецелесообразно.
4.2. Рассчитываем тихоходный вал на статическую прочность
По чертежу вычерчиваем расчетную схему
Fx2 Fy2 Ry1 Rx1 Ry3 Rx3
2
4 1 3
60 105
Mx,
Hxмм
-103500
My,
Hxмм -55940 290194
Mкр(max)
= Ткр, Hxмм
Рассматриваем действие изгибающих моментов в вертикальной плоскости.
Проверка:
Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости
Сечение A:
Сечение Б:
Сечение В:
Сечение Г:
Рассматриваем действие изгибающих моментов в горизонтальной плоскости.
Проверка:
Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости
Сечение A:
Сечение Б:
Сечение В:
Сечение Г:
Крутящий (вращающий) момент
Передача вращающего момента происходит вдоль оси вала со стороны входного участка до середины шестерни (Эпюра Т).
По эпюрам видно, что тихоходный вал малонагруженный и конструктивно принятые размеры вала обеспечивают многократный запас, поэтому расчет на сопротивление усталости выполнять нецелесообразно.