Эскизное проектирование
Расстояние между деталями
На Рис. 1 представлена схема размещения деталей в корпусе редуктора, на которой показаны: а – зазор между деталями и стенками корпуса; во – расстояние между дном корпуса и поверхностью колес или червяка.
Эти величины определяются по формулам:
,
где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач, мм.
Рис. 1 - Компоновочная схема червячного редуктора
Расчет диаметров участков валов
1) Подбор участков быстроходного вала
Определяем диаметры участков для каждого из двух валов передачи. Минимально допустимый диаметр рассчитываем из условия прочности на чистое кручение без учета изгиба, используя заниженное значение допускаемого напряжения. Занижая допускаемое напряжение, мы завышаем диаметр вала, что позволит ближе подойти к реальному значению диаметра с учетом как кручения, так и изгиба вала.
Примем
= 25 МПа = 25 * 106
Па.
Минимальный диаметр определяем по формуле, причем крутящий момент Т выбираем для быстроходного вала из кинематических расчетов
Чтобы задать диаметры участков, рассмотрим эскиз вала. Длины участков пока не определены, поэтому их показываем условно.
По эскизу видно, что минимальный диаметр соответствует диаметру консольного участка.
Поэтому:
Второй и шестой участки соответствуют шипам вала и предназначены для посадки подшипников качения. Подшипники качения стандартизуются исходя из диаметра внутреннего кольца. Этот диаметр не может быть произвольным, а представляет число, кратное пяти. Поэтому диаметры d2 и d6 выбираем больше диаметра d1 и d3 соответственно, как ближайшее число кратное пяти.
Рис. 2 - Эскиз быстроходного вала передачи
Третий участок предназначен для удержания подшипника от осевого перемещения. Его диаметр должен быть больше диаметров второго участка настолько, чтобы образовавшийся буртик на вале, смог бы удерживать подшипник от осевого перемещения. Шести мм для этого хватит – по 3 мм на сторону. Тогда:
Третий и пятый участки служат для посадки червяка передачи и, одновременно, образуют буртик на вале для удержания обоих подшипников от осевого перемещения.
Четвертый участок, на самом деле, является червяком передачи. Ее диаметр был рассчитан в предыдущем пункте. Тогда:
Разница между диаметром червяка d4 и его посадочным размером d3 настолько мала, что целесообразно червяк выполнить заодно с валом. Такая единая деталь называется «вал-шестерня».
Рассчитаем длину вала:
2) Подбор участков тихоходного вала.
Минимальный диаметр:
Чтобы задать диаметры участков, рассмотрим эскиз вала. Длины участков пока не определены, поэтому их показываем условно.
Производим расчет вала:
Рис. 3 - Эскиз тихоходного вала редуктора
Рассчитаем длину вала.
Подбор шпонок.
Для выходного конца быстроходного вала
d1вых =22(мм), передающего вращающий момент Т2=48,69(Н*м).
Рис. 4 - Общий вид шпоночного соединения.
Выбираем призматическую шпонку со скругленными концами (исполнение А):
b=8 (мм) – ширина шпонки,
h=7 (мм) – высота шпонки,
t1=4 (мм) – глубина паза на валу,
Расчетная длина шпонки:
Выбираем стандартную длину шпонки l = 14мм
Момент Т выбирается из таблицы с результатами кинематических расчетов. Допускаемое напряжение на смятие задается равным (σ)см=110МПа.
Для вала под ступицу червячного колеса
d2
=70 (мм), передающего вращающий момент
Т3=3804,52(Н*м).
Выбираем призматическую шпонку со скругленными концами (исполнение А):
b=20(мм); h=12(мм); t1=7,5(мм); t2=4,9(мм)
Расчетная длина шпонки:
Выбираем стандартную длину шпонки l = 25мм
Для выходного конца тихоходного вала
D5 =54 (мм), передающего вращающий момент Т3=3804,52(Н*м).
Выбираем призматическую шпонку со скругленными концами (исполнение А):
b=16(мм); h=10(мм); t1=6(мм);
Расчетная длина шпонки:
Выбираем стандартную длину шпонки l = 32мм