2. Детали машин Проектирование узла ведомого вала одноступенчатого редуктора

2.1. Исходные данные.

Кинематическая схема редуктора представлена на рис.2.1.

Вращающий момент на колесе 2: Т₂ = 440 Н*м;

Сила от муфты:

Нормальную силу назначаем по заданию:

Рис.2.1.

Окружная сила: , =20°;

.

Делительный диаметр колеса:

d₂^'=mz₂, z₂≤100; отсюда m≥d₂^'/100=238,104/100=2,38103; Принимаем m=3.

Число зубьев: z₂= d₂^'/m=238,104/3=79,368.

Принимаем z₂=79

2.2. Проектный расчет выходного вала.

Определяем минимальный допустимый диаметр вала из условия прочности.

Условие прочности вала:

где [τ] =(10…25) МПа. Возьмем [τ]=15 МПа, тогда:

;

Вычисленное значение диаметра округляем в большую сторону до стандартного: d₂=53 мм.

2.3. Конструирование формы вала.

В зависимости от диаметра d₂ определяем высоту буртика t:

t = (1.5..5)мм; t=2.8

Диаметр вала под уплотнитель равен: d_2y= d₂+2t=53+2*2.8=58,6 мм.

Округляем в большую сторону до стандартного: d_2y=59 мм.

Диаметр вала под подшипник можно принять равным диаметру вала под уплотнитель, но необходимо предусмотреть, чтобы этот диаметр был стандартным для подшипника (см. «Справочник конструктора» Анурьева В.И.):

d_2п≈ d_2y=60 мм.

Диаметр вала под колесо равен: d_2к= d_2п+2t_min=60+2*1.5=63 мм;

Диаметр буртика для упора колеса равен: d_2б= d_2к+2t_max=63+2*5=73 мм.

2.4 Конструирование элементов редуктора

2.4.1 Конструирование колеса

Определяем длину посадочного отверстия колеса:

l_ступ = (1..1,5)d_2к=1*63=63 мм;

Определяем диаметр ступицы:

d_ступ = (1,5..2)d_2к=1.6*63=100,8 мм;

Принимаем d_ступ =101 мм.

Ширину буртика (и упорного кольца) A₁ рекомендуется

принимать в пределах от 10 до 15 мм. A₂ рекомендуется

принимать в пределах от 5 до 15 мм.

Принимаем: A₁ = 10 мм; A₂ = 10 мм.

Определяем длину муфты:

l_м = (1,5..2)d₂=2*53=106мм.

2.4.2 Выбор подшипников качения

Выбираем радиальный однорядный шариковый подшипник легкой серии, т.к. в системе сил действующий на подшипник присутствует

радиальная и осевая составляющая. По диаметру и по вели-

чене сил

Таблица 2.1.

Обозначение	размеры, мм				грузоподъемность, кН
	d	D	B	r	Cr	Cor
212	60	110	22	2.5	52.0	31.0

2.4.3 Определение толщины корпусной детали

Толщину стенки принимают в зависимости от диаметра

отверстия D под подшипник. При D=(80…120) мм,

δ₁=(8…10) мм. Примем δ₁=10 мм.

Толщина фланца: δ_фл=1,5* δ₁=1,5*10=15 мм;

Длина фланца: l_фл=1,5*B=1,5*22=33 мм.

2.4.4 Конструирование крышки узла подшипника

d_кр=8, 10, 12, …

Примем d_кр=10 мм;

δ_кр= d_кр=10 мм;

l_кр=2,2 d_кр=22 мм.

Крышка узла подшипника

2.4.5 Подбор шпонки для соединения вал-колесо

По диаметру d_2к назначаем размеры поперечного сечения шпонки.

d_2к=63 мм.

Диаметр вала	Сечение шпонки		s	Глубина паза		Длина l
	b	h		вала t1	ступицы t2
58>>65	18	11	0,4-0,6	7	4,4	50-200

Длина шпонки l= l_ступ-(5...10)мм;

l= 63-7=56 мм.

Длина шпонки 56 мм имеется в стандартном ряде.

Шпонка 18×11×56 ГОСТ 23360-78.

Шпонка

Проверка шпоночного соединения для соединения вал – колесо

Проверочный расчет будем вести на смятие.

Примем [δ]_смятие=150МПа;

δ_см=F_τ/S_cм=2*Т_k/d_2k*t*l_p;

t=h-t₁=11-7=4;

l_p=l-b=56-18=38

δ_cм=(2*440)/(63*4*38*10^-9)=91МПа<150МПа

Таким образом, условие прочности на смятие соблюдено.