6 Первый этап компоновки редуктора

Компоновочный чертёж выполняем на миллиметровой бумаге тонкими линиями в двух проекциях – разрез и вид, в масштабе 1:2.

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим осевую линию. Затем проводим вертикальную осевую линию; вторую осевую, параллельную первой, проводим на расстоянии a_w = 200 мм в масштабе 1:2. Правее вычерчиваем ещё две вертикальные осевые линии на том же расстоянии друг от друга.

Вычерчиваем на двух проекциях червяк и червячное колесо.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса, принимая зазор между стенкой и червячным колесом и между стенкой и ступицей червячного колеса 15 мм.

Подшипники червяка вычерчиваем на расстоянии l₁ = 360 мм один от другого, располагая их симметрично относительно среднего сечения червяка. Так же симметрично располагаем подшипники вала червячного колеса. Расстояние между ними замеряем по чертежу.

7 Выбор подшипников и расчёт их долговечности

В связи с тем, что в червячном зацеплении возникают значительные усилия, принимаем радиально-упорные подшипники: шариковые тяжёлой узкой серии для червяка и роликовые конические особолёгкой серии для вала червячного колеса (табл. П7, ст.401 и табл.9.18, ст. 213 [1]). Характеристики подшипников представим в виде таблицы (таблица 2).

Таблица 2 – Характеристики подшипников.

Условное обозначение подшипника	d	D	B	T	C	e
	мм				кН
66408	40	110	27	27	72,2	0,8
2007113	65	100	22	23	61	0,38

Силы действующие в зацеплении:

окружная сила на червячном колесе, равная осевой силе на червяке,

(Н); (7.1)

окружная сила на червяке, равная осевой силе на червячном колесе,

(Н); (7.2)

радиальные силы на червяке и червячном колесе,

(Н); (7.3)

Вал червяка:

Из предыдущих расчётов известно: расстояние между опорами мм; делительный диаметр мм. Левую опору обозначим индексом “1”, правую – индексом “2”. Расчётная схема подшипников ведущего вала изображена на рисунке 3.

y

z

x F_t1

R_y1 R_y2

F_a1

1 2

R_x1 F_r1 R_x2

l₁/2 l₁/2

Рисунок 3 – Расчётная схема подшипников ведущего вала

Реакции опор:

в плоскости xz

(H); (7.4)

в плоскости yz

;

(Н); (7.5)

;

(Н); (7.6)

Проверка: .

Суммарные реакции:

(Н); (7.7)

(Н). (7.8)

Осевые составляющие радиальных реакций шариковых радиально-упорных подшипников равны:

(Н); (7.9)

(Н), (7.10)

где е – коэффициент осевого нагружения, для подшипников шариковых радиально-упорных с углом e = 0,8

Осевые нагрузки подшипников (табл. 9.21, ст. 217 [1]). В нашем случае S₁ < S₂; ; тогда Н;

(Н).

Рассмотрим «первый» подшипник:

Отношение,значит осевую нагрузку не учитываем.

Эквивалентную нагрузку находим по формуле:

, (7.11)

где V – коэффициент; при вращении внутреннего кольца подшипника V = 1;

P_r1 – радиальная нагрузка;

К_б – коэффициент; К_б = 1,3 (табл. 9.19, ст. 214 [1]);

K_T – коэффициент; K_T = 1;

Получаем, (Н).

Рассмотрим «второй» подшипник:

Отношение , значит эквивалентную нагрузку находим (с учётом осевой нагрузки) по формуле:

, (7.12)

где X = 0,39 ( табл. 9.18, ст. 212 [1]),

Y = 0,76 (табл. П7, ст. 402 [1]).

Получаем (Н).

Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику: в нашем случае по «второму».

Расчётная долговечность для шариковых подшипников считаем по формуле:

(млн. об.), (7.13)

где С – динамическая грузоподъёмность,

Р_э2 – эквивалентная нагрузка, в кВт.

Расчётная долговечность в часах равна:

(ч). (7.14)

Вал червячного колеса:

Из предыдущих расчётов известно: расстояние между опорами l₂ = 130 мм; делительный диаметр мм. Левую опору обозначим индексом “3”, правую – индексом “4”. Расчётная схема подшипников ведомого вала изображена на рисунке 4.

y

x

z

R_y4 F_r2 R_y3

4 F_t2 3

R_z4 F_a2 R_z3

l₂/2 l₂/2

Рисунок 4 – Расчётная схема подшипников ведомого вала

Реакции опор:

в плоскости xz

(Н); (7.15)

в плоскости xy

;

(Н); (7.16)

;

(Н); (7.17)

Проверка: .

Суммарные реакции:

(Н); (7.18)

(Н); (7.19)

Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников равны:

(Н); (7.20)

(Н), (7.21)

где для подшипников 7514 коэффициент влияния осевого нагружения е = 0,38.

Осевые нагрузки подшипников (табл. 9.21, ст. 217 [1]). В нашем случае S₃ < S₄; ; тогда Н;

(Н).

Для «третьего» подшипника отношение , значит эквивалентную нагрузку находим по формуле (7.10):

(Н).

Для «четвёртого» подшипника отношение , значит эквивалентную нагрузку находим по формуле (7.11), где для конических подшипников 2007113 при коэффициенты X = 0,4 и Y = 1,59. (табл. 9.18, ст.212, и табл. П7, ст. 403 [1]). Принимаем V = 1, К_б = 1,3, K_T = 1.

(Н).

Расчётная долговечность считаем по формуле для более нагруженного подшипника:

(млн. об.). (7.22)

Расчётная долговечность в часах находим по формуле (7.13):

(ч).

Столь большая расчётная долговечность объясняется тем, что ведомый вал имеет малую частоту вращения n = 30 об/мин.