9. Проверочные расчеты.

После завершения конструктивной компоновки редуктора проводят ряд проверочных расчетов, которые должны подтвердить правильность принятых конструктор­ских решений.

9.1. Проверочный расчет шпонок.

Проверка шпонок производится на смятие.

Рисунок 9.1. Шпоночное соединение.

Проверка шпонки тихо­ходного вала — под элементом открытой передачи.

Параметры шпонки: b = 12 мм; h = 8 мм; l = 30 мм; t₁ = 5 мм; t₂ = 3,3 мм.

Условие прочности:

Н/мм²

где F_tоп = 440 Н – окружная сила;

[σ]_см = 82,5 Н/мм² – допускаемое напряжение на смятие;

мм² – площадь смятия:

где l_p = l - b = 30-12 = 18 мм – рабочая длина шпонки со скругленными торцами.

Проверка шпонки быстроходного вала — под полумуфтой.

Параметры шпонки: b = 8 мм; h = 8 мм; l = 25 мм; t₁ = 3,5 мм; t₂ = 2,8 мм.

Условие прочности:

Н/мм²

где F_t = 2044 Н – окружная сила на колесе;

[σ]_см = 82,5 Н/мм² – допускаемое напряжение на смятие;

мм² – площадь смятия:

где l_p = l - b = 25 - 8 = 17 мм – рабочая длина шпонки со скругленными торцами.

9.2. Проверочный расчет стяжных винтов.

Расчет производится по наибольшей из реакций в вертикальной плоскости в опорах подшипников (R_Сy = 2029 Н).

Определяем силу, приходящуюся на один винт:

F_B = 0,5 R_Сy = 0,52029 = 1014,5 Н.

Принимаем K₃=3 – коэффициент затяжки при переменной нагрузке; х = 0,27 - коэффициент основной нагрузки при соединении чугунных деталей без прокладок.

Определяем механические характеристики материала винтов:

Винты изготовлены из стали 35, класса точности 5.6 (первое число, умноженное на 100 определяет предел прочности σ_В = 500 Н/мм²; произведение чисел умноженное на 10 определяет предел текучести σ_т = 300 Н/мм²; допускаемое напряжение [σ]= 0,2σ_т= 0,2300 = 60 Н/мм².

Определяем расчетную силу затяжки винтов:

F_р = [K₃ (l - x) + x]F_B = [3 (1 - 0,27) + 0,27] 1014,5 = 2098 Н.

Определяем площадь опасного сечения винта:

мм²

где d_p – расчетный диаметр винта;

p = 1,75 мм – шаг резьбы.

Определяем эквивалентные напряжения:

Н/мм²

Сводная таблица.

Результаты проверочных расчетов.

Детали		Напряжение, H/mm2
		расчетное σ	допуска­емое [σ]
Шпонки	Быстро­ходный вал	30.16	82,5
	Тихо­ходный вал	9,65	82,5
Стяжные винты		33.18	60

10. Определение массы деталей редуктора.

Тихоходный вал.

Масса вала определяется сложением массы его ступеней: m = Σ m_i

Масса ступени:

где ρ= 7,8·10³ кг/м³ — плотность стали;

d_i - диаметр ступени;

l_i - длина ступени;

I - номер ступени.

кг

кг

кг

кг

m = Σ m_i = 0,47 + 0,799 + 1.271 + 0.216 + 0.11 = 2.86 кг

11. Разработка рабочих чертежей деталей редуктора.

11.1. Тихоходный вал под червячное колесо.

а) Обозначаются базы под изображением вала: база Е — поверх­ность четвертой ступени вала; база Д — поверхность второй ступе­ни.

б) Наносятся комбинированным способом осевые размеры под изоб­ражением вала: сопряженный (32 мм) – длина шпоночного паза; габарит­ный (209 мм) — длина вала; посадочные (58, 49, 60 мм).

в) Проставляются диаметральные размеры ступеней вала: 1 -я сту­пень — Ø40 мм; 2-я ступень — Ø45 мм; 3-я ступень — Ø50 мм; 4-я ступень — Ø45 мм.

г) На сопрягаемые диаметральные и линейные размеры задаются поля допусков:

Ø45к6 для посадочных мест вала (2-я и 4-я ступени) под уста­новку подшипников качения;

Ø40n6 для посадочного места вала (1 -я ступень) под установку шкива;

12Р9 для ширины шпоночного паза на 1-й ступени — на размер 12 мм (d — t₁, где t₁= 5 мм — глубина шпоночного паза на 1-й ступени) назначается нижнее отклонение - 0,2 мм, так как сечении шпонки 12х8 мм; на глубину шпоночного паза t₁ = 5 мм (1-я ступень) назначается верхнее отклонение + 0,1 мм, так как сечение шпонки 12х8 мм; 32H15 на длину шпоночного паза первой ступени;

д) Наносятся и назначаются условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей:

допуск параллельности на Ø45k6, Ø50р6, Ø45k6 и Ø 40n6 — 5 мкм; допуск соосности относительно оси поверхностей Е и Д на Ø 45k6 — 25 мкм; допуск перпендикулярности торца вала на Ø50 мм относительно оси поверхностей Е и Д — 25 мкм.

е) Проставляются на чертеже вала условные обозначения шерохо­ватости поверхностей и назначаются параметры шероховатости. Обозначения параметров шерохо­ватости проставляется на верхних частях изображения вала, а на торцевых поверхностях — под изображением вала:

на Ø 45k6 и Ø 40n6 под установку подшипников и ведущего шкива — 0,8 мкм;

на Ø 50 вала шестерни — 1.6 мкм;

на торцы вала для базирования подшипников, зуб­чатого колеса — 1,6 мкм;

на остальные поверхности вала — 3,2 мкм (указано в правом верхнем углу чертежа).