10. Второй этап эскизной компоновки редуктора

На этом этапе проектирования конструктивно оформля­ются зубчатые и червячные колеса, валы, корпус, подшипни­ковые узлы и другие детали. Редуктор вычерчивается в той же последовательности, что и при предварительной компонов­ке, но с учетом необходимых конструктивных изменений. Примерный порядок выполнения следующий:

1. Вычерчиваются со всеми конструктивными подробнос­тями ведущий, промежуточный и ведомый валы.

2. По конструктивным размерам вычерчиваются зубчатые и червячные колеса. На валах зубчатые колеса обычно зак­репляются с помощью призматических шпонок. Размеры призматических шпонок по ГОСТ 23360-78 приводятся в табл. 10.1 и рис. 10.1.

Примечания: 1. Стандартный ряд длин, мм: 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50. 56, 63, 70, 80, 90, 100, ПО, 125, 160, 180 (до 500).

2. В ГОСТ 23360-78 даны сечения шпонок для валов d - 2+500 мм.

3. Пример условного обозначения шпонки при Ь — 16 мм, И = 10 мм, / = 80 мм, торцы скругленные:

Шпонка 16x10x80 ГОСТ 23360-78.

То же, с плоскими торцами:

Шпонка 3 - 16x10x80 ГОСТ 23360-78.

3. Вычерчиваются подшипники, выбранные при расчете на динамическую грузоподъемность. При необходимости меж­ду торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса устанавливаются мазеудерживающие кольца.

4. Вычерчиваем крышки подшипников. При вычерчивании крышек подшипников с уплотнительными прокладками (тол­щиной 1 мм) и болтами один из болтов крепления условно выполняется в плоскости чертежа.

При конструировании сквозных крышек следует учесть, что войлочные и фетровые уплотнения применяют, главным образом, в узлах, заполненных пластичной смазкой.

5. Тонкими или штриховыми линиями изображаются бо­бышки под болты и наружные очертания стенки корпуса,

6. Наносится граница верхнего пояса корпуса.

7. При проектировании соосного редуктора конструктив­но оформляется средняя опора с учетом расположения шпи­лек для крепления крышки этой опоры.

11. Проверка прочности шпоночных соединений

При выполнении компоновочного чертежа длина шпонок обычно принимается / = (1,2...1,5)</, где d — диаметр вала, а затем выполняется проверочный расчет по напряжениям смя­тия и среза. Условие прочности при расчете на смятие:

^a"'™^ai d(h-tJi-b)~^[aL>

Допускаемые напряжения смятия можно принимать при стальной ступице а_см = 100... 120 МПа, при чугунной ступице а = 50...70 МПа.

см

Условие прочности при расчете на срез:

Допускаемые напряжения среза можно принимать [т^аЮ.фст^. Размеры d, Ъ, /, h и t_x показаны на рис. 10.1.

, 12. РАСЧЕТ ВАЛОВ НА УСТАЛОСТНУЮ ПРОЧНОСТЬ /\ (УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ)

_У

Этот расчет проводится в форме определения коэффици­ента запаса прочности п для опасных сечений вала. Расчет выполняется на основе конструктивного чертежа (или второ­го этапа эскизной компоновки). При этом учитывают нали­чие коэффициентов концентрации напряжений. Условие проч­ности имеет вид:

п =

Vn²o- +П²,

■>[п]

где [л]—требуемый коэффициент запаса прочности. Обычно [п] - 1,3... 1,5. Иногда с учетом требований жесткости принимают [л] = 2,5...3; п_а и л_т— коэффициенты запаса прочности соответственно по нормальным и касательным напряжениям;

и = -

far

где а, ит, — пределы выносливости материала вала при изгибе и при кручении с симметричным знакопеременным циклом нагружения. При отсутствии данных для а, и т,_, можно приближенно принимать для углеродистых сталей а ,»0,436а_в; для легированных сталей а, = 0,35а_в + +(70... 120) МПа; т. ,«0,580- ,;

:дние нап] и касательных напряжений;

_ _ ''"max ^"шш _ „ ^"rr

2

a_m : : r„ = • —

При циклах изменения напряжений М.. т.

о\ = ст.,

W 2 2W

нетто "кнетто

^где ^кето ^и ^нетто—моменты сопротивления изгибу и кручению нетто сечения (табл. 12.4);

ст ит — средние напряжения циклов при изгибе и кручении,

mm ^

0 =0,т =т =-f.

Обычно напряжения в поперечном сечении вала при изгибе изменяются по симметричному циклу, а при кручении — по пульсирующему циклу;

у_а и у_т — коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения;

2а_, -а₀ _ 2т_, -т₀

W_a= 1 ; V_t

где о„ и т₀ — пределы вьшосливости материала при пульсирующем цикле нагружения;

По ГОСТ 25.504-82 рекомендуется принимать у_п =0,02+2-10'⁴ ст_в, V_t= 0,5 у_т.

Tf, и А".—эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе и кручении, учитывающие влияние галтели, кольцевой выточки, шпоночного паза и др.; принимаются по табл. 12.1;

е_о и е_х —коэффициенты, учитывающие влияние поперечных размеров вала; принимаются по табл. 12.2; Р —коэффициент поверхностного упрочнения; вводится при поверхностной закалке ТВЧ, азотировании, дробеструйном наклепе; принимается по табл. 12.3.

Концентратор

Ко

I

ст., МПа

Эскиз

5 700 > 1000

< 700 | 2:1000

1

Галтель (Dld-

-U5...2): при r/d = 0,02 при r/d-0,06 при г/</=0,10

2,50 1,85 1,60 3,50 2,00 1,64 1,80 1,40 1,25 2,10 1,53 1,35

-В)			1
			\

Выточка (< = г): при r/d= 0,02 при г/</=0,06 при r/d=0,\0

1,90 1,80 1,70 235 2,00 1,85 1,40 1,35 1.25 1,70 1,65 1,50

Шпоночная канавка

1,75

2,00

1,50

1,90

Нарезка витков червяка

2,30

2,50

1,70

1,90

Резьба

1,80

2,40

1,20

1,50

Примечание. При наличии нескольких концентратов напряже­ний в одном сечении в расчет принимается тот, у которого коэф­фициент К больше.

Вид нагрузки и материал вала			Диаметр		вала, мм
	15	20	30	40	50	70	80	100
Изгиб
Углеродистая сталь	0,95	0,92	0,88	0,85	0,81	0,76	0,73	0,70
Изгиб
Легированная сталь	0,87	0,83	0,77	0,73	0,70	0,66	0,64	0,62
Кручение
Углеродистая или легиро-	0,92	0,89	0,81	0,78	0,76	0,73	0,71	0,70
ванная сталь

13. КОНСТРУИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА