9.2 Тихоходный вал

Эквивалентная нагрузка

Осевые составляющие реакций опор:

S_C = 0,83eC = 0,830,3702641 = 811 H,

S_D = 0,83eD = 0,830,3702693 = 827 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aC = S_C = 811 H,

F_aD = S_C + F_a = 811 + 556 = 1367 H.

Проверяем подшипник С.

Отношение F_a/F_r= 811/2641 = 0,31 < e, следовательно Х=1,0; Y= 0.

Р = (1,01,02641+ 0)1,51,0 = 3962 Н.

Проверяем подшипник D.

Отношение F_a/F_r= 1367/2693 = 0,51 > e, следовательно Х=0,4; Y=1,60.

Р = (1,00,42693+1,601367)1,51,0 = 4897 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника:

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

= 4897(5733,9814280/10⁶)^0,3 = 13,9 кH < C = 52,9 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипника.

= 10⁶(52,910³ /4897)^3,333/6038 =122213 часов, > [L]

больше ресурса работы привода, равного 14280 часов.

10 Конструктивная компоновка привода

10.1 Конструирование червячного колеса

Конструктивные размеры колеса /1c.178/:

Диаметр ступицы:

d_ст = 1,6d₃ = 1,6·60 = 96 мм.

Длина ступицы:

l_ст = (1÷1,5)d₃ = (1÷1,5)60 = 60÷90 мм,

принимаем l_ст = 90 мм

Толщина обода:

S = 0,05d₂ = 0,05·200 =10 мм

Толщина диска:

С = 0,25b = 0,25·44 =11 мм

10.2 Конструирование валов

Основные размеры ступеней валов (длины и диаметры) рассчитаны в пункте 7.

Переходные участки между ступенями выполняются в виде канавки шириной b = 3 мм или галтели радиусом r = 1 мм /1c.187/

Червяк выполняется заодно с валом.

Размеры червяка: d_а1 = 60 мм, b₁ = 60 мм.

10.3 Выбор соединений

В проектируемом редукторе для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент, применяются шпоночные соединения. Используем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Длина шпонки принимается на 5…10 мм меньше длины ступицы насаживаемой детали. Посадка для червячного колеса Н7/r6.

10.4 Конструирование подшипниковых узлов

В проектируемом редукторе смазка подшипниковых узлов осуществляется за счет разбрызгивания масла червяком и двумя брызговиками установленными на червячном валу, поэтому с внутренней стороны корпуса подшипниковые узлы остаются открытыми, а изоляция выходных участков валов от окружающей среды достигается с помощью манжетных уплотнений по ГОСТ 8752-79. Внутренне кольцо подшипника упирается во втулку или брызговик, а наружное фиксируется распорной втулкой и крышкой подшипника.

10.5 Конструирование корпуса редуктора /2/

Толщина стенок корпуса и крышки редуктора

 = 0,04а_т + 2 = 0,04·125 + 1 = 6,0 мм принимаем  = 8 мм

Толщина фланцев

b = 1,5 = 1,5·8 = 12 мм

Толщина нижнего пояса корпуса

р = 2,35 = 2,35·8 = 20 мм

Диаметр болтов:

- фундаментных

d₁ = 0,036a_т + 12 = 0,036·125 + 12 = 16,5 мм

принимаем болты М16;

- крепящих крышку к корпусу у подшипников

d₂ = 0,75d₁ = 0,75·20 = 15 мм

принимаем болты М16;

- соединяющих крышку с корпусом

d₃ = 0,6d₁ = 0,6·20 = 12 мм

принимаем болты М12.

10.6 Конструирование элементов открытых передач

Ведущая звездочка /1c/248/

Диаметры выступов D_e1 = 271 мм,

Ширина зуба: b = 17,56 мм

Толщина диска: С = 20,8 мм

Диаметр ступицы внутренний d = 45 мм

Диаметр ступицы наружный d_ст = 1,55d = 1,55∙45 = 69,8 мм

принимаем d_ст = 70 мм

Длина ступицы l_ст = (0,8…1,5)d = (0,8…1,5)45 = 36…68 мм

принимаем l_ст = 70 мм.

Ведомая звездочка.

Диаметры выступов D_e2 = 524 мм.

Ширина зуба: b = 17,56 мм

Толщина диска: С = 20,8 мм

Диаметр ступицы внутренний

d = (16·502,5·10³/π15)^1/3 = 55 мм

принимаем d₁ = 55 мм

Диаметр ступицы наружный d_ст = 1,55d = 1,55∙50 = 77,5 мм

принимаем d_ст = 80 мм

Длина ступицы l_ст = (0,8…1,5)d = (0,8…1,5)50 = 40…75 мм

принимаем l_ст = 70 мм.

10.7 Выбор муфты

Для передачи вращающего момента с вала электродвигателя на ведущий вал редуктора выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую по ГОСТ 21425-93 с допускаемым передаваемым моментом [T] =63Н·м.

Расчетный вращающий момент передаваемый муфтой

Т_р = kТ₁ = 1,5·13,9 = 21 Н·м < [T]

k = 1,5 – коэффициент режима нагрузки /1c.251/.

Условие выполняется

10.8 Смазывание.

Смазка червячного зацепления /1c.255/.

Смазка червячного зацепления осуществляется за счет разбрызгивания масла брызговиками установленными на червячном валу. Объем масляной ванны

V = (0,50,8)N = (0,5 0,8)1,365  1 л

Рекомендуемое значение вязкости масла при v = 2,52 м/с и контактном напряжении σ_Н=178 МПа   =25·10^-6 м²/с

По этой величине выбираем масло индустриальное И-Т-Д-100

11 Проверочные расчеты

11.1 Проверочный расчет шпонок

Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78.

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности

где h – высота шпонки;

t₁ – глубина паза;

l – длина шпонки

b – ширина шпонки.

Быстроходный вал.

Шпонка на выходном конце вала: 8×7×30.

Материал шкива – чугун, допускаемое напряжение смятия [σ]_см = 50 МПа.

σ_см = 2·13,9·10³/28(7-4,0)(30-8) = 15,0 МПа

Тихоходный вал.

Шпонка под колесом 18×11×80. Материал ступицы – чугун, допускаемое напряжение смятия [σ]_см = 50 МПа.

σ_см = 2·273,1·10³/60(11-7,0)(80-18) = 36,6 МПа

Шпонка на выходном конце вала: 14×9×63. Материал звездочки – сталь 45, допускаемое напряжение смятия [σ]_см = 100 МПа.

σ_см = 2·273,1·10³/45(9-5,5)(63-14) = 70,4 МПа

Во всех случаях условие σ_см < [σ]_см выполняется, следовательно устойчивая работа шпоночных соединений обеспечена.