7. Тепловой расчёт редуктора

Для проектируемого редуктора площадь теплоотводящей поверхности

F=0,3 кв.м.

Условие работы редуктора без перегрева при продолжительной работе

,

где - требуемая мощность электродвигателя;

Считаем, что обеспечивается достаточно хорошая циркуляция воздуха и принимаем коэффициент теплопередачи Вт/

Тогда

Допускаемый перепад температур .

9. Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скруглёнными торцами. Материал шпонок – сталь45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности

=2T/ d(h-t)(l-b);

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице

=120 МПа;

Ведущий вал: d=20мм, b-h-l=6-6-32 мм; =3,5 мм; =21,36 Нм;

=2×21360/20×(6-3,5)(32-6)=32,9 МПа<

Ведомый вал. Проверяем шпонку под зубчатым колесом:

d=50 мм, b-h-l=14-9-63 мм, =5,5 мм; =270,66 Нм;

=2×270660/50×(9-5,5)(63-14)=63,1 МПа<

Проверяем шпонку на выходном конце вала:

d=40 мм, b-h-l=12-8-70; =5 мм;

=2×270660/40×(8-5)(70-12)=74,1 МПа<;

10. Уточнённый расчёт валов

Ведомый вал.

Сечение А-А. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. и К; масштабный фактор==0,74;

Материал-;сталь45, термообработка-нормализация.

По табл.3.3[4,с.28] предел прочности =590 МПа.

Пределы выносливости:

=0,43=0,43×590=254 МПа;

=0,58=0,58×254=147 МПа;

коэффициенты и;

Крутящий момент =270,66 Нм;

Изгибающие моменты:

М= Rx3×l3=1524,6×47=71656,2 Нмм

= RZ3×l3=1691,6×47=79505,2 Нмм

Суммарный изгибающий момент в сечении А-А

=Нмм;

Момент сопротивления кручению(d=50мм, b=14мм, t=5,5мм)

==

=3,14×50/16-14×5,5×(50-5,5)/2×50=23006,5 Нмм

Момент сопротивления изгибу

==10740,8 мм

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

=270660/2×23006,5=5,88 МПа ;

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

=107032/10740,8=9,96 МПа;

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

=254/(1,59/0,74)×9,96=11,84

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям

=147/(1,49/0,74)×5,88+0,1×5,88=11,86

Результирующий коэффициент запаса прочности

n=

Полученное значение превышает допускаемое значение [n]=2,5;

Червячный вал.

Проверим стрелу прогиба червяка ( расчёт на жёсткость)

Из предыдущих расчётов имеем:

Диаметр вершин зубьев червяка da=50мм

Диаметр впадин зубьев червяка df=28мм

Модуль червячного зацепления m=5мм

Расстояние между опорами вала червяка =178мм

Радиальная нагрузка на червяке F_r1 =1231,4 Н.

Окружное усилие на червяке F_t1=1067,9 Н.

Модуль упругости материала вала червяка Е=210000 МПа.

Приведённый момент инерции поперечного сечения червяка

Jпр==

3,14×28/64×(0,375+0,625×50/28) =44965,59 мм

Стела прогиба

f===0,02мм.

Допускаемый прогиб

[f]=(0,005-0,01)m==0,03-0,05мм.

Таким образом

f<[f];

Условие жёсткости выполнено.

11. Посадки основных деталей редуктора

Посадки назначаем в соответствии с указаниями, данными в табл.8.11[4,с.169].

Посадка зубчатого колеса на вал H7/p6.

Шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала k6, отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по H7. Остальные посадки назначаем,пользуясь данными табл.8.11[4,с.169]. Рассмотрим характерные виды посадок в проектируемом редукторе

1. Посадка зубчатого колеса на вал : ф50;

p6 +0,042

+0,025 +0,026

H7

Максимальный зазор 0,001мм.

Максимальный натяг 0,042 мм.

ǿ50

2. Посадка крышки подшипника в корпус редуктора

ф52;

+0,03

H7

Минимальный зазор 0

Максимальный зазор 0,076

ǿ52 h8

-0,046

3. Соединение выходного конца ведущего вала

со шкивом ф20 H7/k7;

+0,02 +0,023

H7 k7

+0,002

ǿ20 Макс.зазор 0,018мм. Макс. Натяг 0,023мм.

12. Выбор сорта масла

Смазка червячного зацепления производится окунаниемчервячногоколеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обозначенного на сборочном чертеже.

Объём масляной ванны

Vм=0,4×Ртр=0,4×1,76=0,71 дм

По табл.8.8[4,с.164] устанавливаем вязкость масла.

При скорости v=1,57 м/с рекомендуемая вязкость

= 118 сСт.

По табл.8.10[4,с.165] принимаем масло индустриальное

И-20А ГОСТ 20799-75.

Подшипники смазываются той же смазкой за счёт разбрызгивания.

13. Сборка редуктора

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:

на ведущий вал одевают, роликоподшипники предварительно нагретые в масле до 80-100С.

• в ведомый вал закладывают шпонку под червячное колесо и напрессовывают последнее до упора в бурт вала; затем надевают роликоподшипники, предварительно нагретые в масле, дистанционное кольцо, шлицевую гайку с многолапчатой шайбой.

• В основание корпуса устанавливают стакан.

• Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка герметиком.; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

• В подшипниковые камеры нагнетают пластичную смазку.

• Далее ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок. Перед постановкой сквозных крышек в них устанавливают манжеты. Проверяют проворачиванием отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки ) и закрепляют крышки болтами.

• Затем ввёртывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.