11 Порядок сборки и разборки редуктора

Последовательность разборки редуктора: сливается масло; откручиваются болты крепления крышек подшипников; откручиваются болты крепления крышки редуктора к корпусу; снимается крышка; снимается червячное колесо вместе с валом и подшипниками; вынимается червяк вместе со стаканами; при помощи съемника снимаются подшипники с валов; также при помощи съемника снимается червячное колесо с вала, вытаскиваются шпонки.

Сборка производится в обратной последовательности.

12 Уточненный расчет валов

Уточненный расчет вала червяка

Наиболее опасным сечением вала червяка является сечение 3 на рисунке 12.1, потому что в этом сечении одновременно действуют два изгибающих момента М_х и М_y и крутящий момент Т, причем значения всех трех моментов максимальны. Диаметр вала d₃ в этом сечении равен диаметру впадин витков червяка d_f1 = 50 мм = 0,05 м. В качестве материала для изготовления червяка выбрана среднеуглеродистая сталь 45.

Рисунок 12.1 ― Опасные сечения червяка

Коэффициент запаса прочности на выносливость по нормальным напряжениям:

, (13.1)

где σ_-1 = 250 МПа для стали 45 при любом диаметре заготовки [2, табл. 2]; К_σ – коэффициент концентрации напряжений, концентраторов напряжений в этом месте вала нет, поэтому К_σ =1; ε_σ = 0,8 для углеродистой стали при диаметре вала 70 мм [5, табл. 8.8]; σ_a – амплитудное нормальное напряжение цикла; ψ_σ = 0 [2, стр. 58]; σ_m – среднее нормальное напряжение цикла.

, (13.2)

где M – изгибающий момент в расчетном сечении, для сечения 3 момент M₃ = 2526 H·м (см. п. 8.2); W – момент сопротивления сечения.

Момент сопротивления сечения 3:

= 0,00043 м³ (14.3)

= 5874419 Па = 5,87 МПа

= 34,1

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

, (13.4)

где τ_-1 = 150 МПа для стали 45 при любом диаметре заготовки [2, табл. 2]; К_τ – коэффициент концентрации напряжений, К_τ = 1; ε_τ = 0,68 для углеродистой стали при диаметре вала 70 мм [5, табл. 8.8]; τ_a – амплитудное касательное напряжение цикла; ψ_τ = 0 [2, стр. 58]; τ_m – среднее нормальное напряжение цикла.

, (14.5)

где T – крутящий момент на валу в расчетном сечении, T = T_I = 482,3 H·м; W_p – полярный момент сопротивления расчетного сечения.

Полярный момент сопротивления сечения 3:

= = 0,000067 м³ (13.6)

= 3599253 Па = 3,59 МПа

= 28,4

Суммарный коэффициент запаса прочности на выносливость:

= = 29,7 (13.7)

В опасном сечении прочность вала достаточна при S = 1,3…1,5. При S > 2,5 прочность чрезмерна и требуется уменьшение диаметра вала, однако уменьшить диаметр впадин витков червяка d_f = 70 мм невозможно.

Опасными сечениями вала червяка также являются сечения 1, 2, 4 и 5 (рисунок 12.1).

В сечениях 1 и 2 расположены проточка и галтель, в сечении 4 – галтель, в сечении 5 – шпоночный паз. Однако изгибающие моменты в сечениях 1 и 2 близки к нулю по сравнению с сечением 3 а диаметры в сечениях 1, 2 и 3 мало отличаются. В сечениях 4 и 5 действует только крутящий момент от двигателя, причем диаметр вала в сечениях 4 и 5 назначен из условия соединения с валом электродвигателя он больше необходимого. Коэффициент запаса прочности на выносливость в этих сечениях заведомо больше минимально допустимого коэффициента [S_min] = 2,5. В уточненном расчете сечений 1, 2, 4 и 5 нет необходимости.

Уточненный расчет вала червячного колеса

Наиболее опасным сечением вала червяка является сечение месте положения червячного колеса, потому что в этом сечении одновременно действуют изгибающий момент М_х и крутящий момент Т, причем значения всех двух моментов максимальны. Диаметр вала d₃ в этом сечении равен диаметру посадочного места подшипника d = 100 мм = 0,1 м. В качестве материала для изготовления червяка выбрана среднеуглеродистая сталь 45.

Коэффициент запаса прочности на выносливость по нормальным напряжениям:

= 0,000098 м³

= 83459738 Па = 83,5МПа

= 3,87

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

= = 0,00019 м³

= 18923472 Па = 18,9 МПа

=5,4

Суммарный коэффициент запаса прочности на выносливость:

= = 4,6

В опасном сечении прочность вала достаточна при S = 1,3…1,5. При S > 2,5 прочность несколько больше чем требуется, но уменьшение диаметра вала d = 100 мм невозможно.

Опасным сечением вала червячного колеса также является сечение где расположены шлицы. Однако изгибающие моменты в этих сечениях значительно меньше чем в расчетном сечении . Коэффициент запаса прочности на выносливость в этих сечениях заведомо больше минимально допустимого коэффициента [S_min] = 2,5. В уточненном расчете остальных сечений нет необходимости.