3. Составление компоновочной схемы

5. Расчет валов на статическую прочность и сопротивление усталости

Материал промежуточного вала – сталь 45 нормализованная, . Примем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому. Определим коэффициент запаса прочности для сечения А-А, в котором возникает наибольший изгибающий момент:

Результирующий изгибающий момент

Амплитуда номинальных напряжений изгиба

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициенты запаса прочности:

Общий коэффициент запаса прочности

Материал ведомого вала – сталь 45 нормализованная, . Примем, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому. Определим коэффициент запаса прочности для сечения Б-Б, в котором возникает наибольший изгибающий момент:

Результирующий изгибающий момент

Амплитуда номинальных напряжений изгиба

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:

Коэффициенты запаса прочности:

Общий коэффициент запаса прочности

Червячный вал проверять на прочность не следует, так как размеры его поперечных сечений, принятые при конструировании после расчета геометрических характеристик, значительно превосходят те, которые могли быть получены расчетом на кручение. Напомним, что диаметр выходного конца вала получился при расчете 14.3 мм, а мы по соображениям конструирования приняли его диаметр равный 24 мм.

Проверим стрелу прогиба червяка (расчет на жёсткость).

Приведенный момент инерции поперечного сечения червяка

Стрела прогиба

Допускаемый прогиб

Таким образом, жесткость обеспечена, так как

6. Расчет шпоночных соединений

Для передачи вращающих моментов применяем шпонки призматические с кругленными торцами по СТ СЭВ 189-75:

Ведущий вал -

Промежуточный вал -

Ведомый вал -

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Условие прочности:

Прочность обеспечена.

7. Конструирование корпусных деталей и крышек подшипников

Толщина стенок корпуса и крышки:

Толщина фланцев корпуса и крышки:

Толщина нижнего пояса корпуса при наличии бобышек

Диаметры болтов:

Фундаментных

Принимаем болты с резьбой М16.

Диаметры болтов и .

8. Тепловой расчет редуктора

Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности

Для нормальной работы необходимо обеспечить следующее условие теплового баланса: количество теплоты Ф₁, выделяемое в единицу времени (мощность тепловыделения), не должно превышать количество теплоты Ф₂, отводимой через стенки редуктора окружающей среде:

Где – коэффициент теплопередачи, - предельный перепад температур.

Следует установить ребра для увеличения площади теплоотвода. Найдем дополнительную площадь теплоотвода:

Отсюда, площадь всех ребер:

Размеры ребер:

С учетом размеров каждого ребра, определим количество ребер:

9. Выбор смазочных материалов и системы смазывания

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Определим вязкость масла с учетом скорости скольжения червяка , окружной скорости цилиндрической передачи и предела выносливости материала (сталь 45).

Выберем масло индустриальное И-100А. Кинематическая вязкость масла равна 90-118 сСт (при 50 градусах Цельсия).