Червячный редуктор

Подпись Дата






Рисунок 5.
Осевые нагрузки подшипников:
Рα1 = S2 = 410 H
Рα2 = S2+ Fα1 = 410 + 5264 = 5674 H
Подшипник №1:
Рα1 / R1 = 410 / 1118 = 0,37 > е = 0,36
РЭ1 = (x · v · R1 + y · Рα1 ) · kσ · kT = (0,4 · 1 · 1118 + 1,65 · 410) · 1,2 · 1 = 1348 H
Подшипник №2:
Рα2 / R2 = 5674 / 1373 = 4,13 > е = 0,36
РЭ2 = (x · v · R2 + y · Рα2 ) · kσ · kT = (0,4 · 1 · 1373 + 1,65 · 5674) · 1,2 · 1 = = 11894 H Лист 21 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Расчетная долговечность, млн. об.:
L = (C/ РЭ2)3 · = (84,2/ 11,894)3 · = 98 млн. об.
Расчетная долговечность, ч:
Lh = L·106/60n = 98·106/60·606,5 = 57825 час
57825 час >39244,8 час
Тихоходный вал.
Дано:
Ft2 = 5264 H
Fr2 = 1916 H
Fα2 = 783 H
Fм = 125 = 125 = 2868 Н
Определим реакции опор (рис. 6):
Ry1 = -(Fr2 · l2 + Fα2 · (d2 / 2)) / l =
= -(1916·60 + 783 · 100) / 120 = -1610 Н
Ry2 = (-Fr2 · l1 + Fα2 · (d2 / 2)) / l =
= (-1916· 60 + 783 · 100) / 120 = -306 Н
Ry1 + Ry2 + Fr2 = -1610-306+1916 = 0
Rx1 = (Ft2 · l2 – Fм · l3) / l =
= (5264· 60 – 2868 · 82) / 120 = 672 Н
Rx2 = -(-Ft2 · l1 - Fм · (l1 + l2 + l3) / l =
= (-5264 · 60 - 2868 · 202) / 120 = -7460 Н
Проверка:
ΣХ = 0: Ft2 - Rx1 + Fм - Rx2 = 0
5264 – 672 + 2868 - 7460= 0
Суммарные реакции:
R1 = = = 1745 H
R2 = = = 7466 H


Лист 22 Изм. Лист № докум. Подпись Дата






Рисунок 6

Берем подшипники роликовые конические №7209А ГОСТ 27365-87
d = 45 мм; С = 62,7 кН;
D = 85 мм; С0 = 50 кН;
В = 19 мм.
Вычислим отношение: Fα2 / R2 = 783 / 7466 = 0,10
Fα2 / Со = 783 / 50000 = 0,016
По таблице [2] для 0,05 определяем:
е = 0,41; Y = 1,45
Поскольку 0,10 < е, то принимаем: Х = 1, Y = 0.
Лист 23 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


РЭ = (Х R2 + Y Fα) · Kδ · Kт , где:
Kδ = 1,2
Kт = 1, при t ≤ 100°C;
РЭ = (1· 7466 + 0 · 783) · 1,2 · 1 = 8960 Н
Расчетная долговечность, млн. об.:
L = (C/ РЭ)3 · = (62,7/ 8,96)3,33 · = 174 млн. об.
Расчетная долговечность, ч:
Lh’ = (L · 106)/(60 · n2) = (174 · 106)/(60 · 30,3) = 64576 час.
64576 час >39244,8 час
Лист 24 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


7. Уточненный расчет валов

Быстроходный вал.
Материал вала – сталь 40Х, НВ = 240, σв = 790 МПа, σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, [2].
Опасным сечением является червяк.
Мх = 164 Н·м
Му = 232 Н·м
Мсеч = = = 284 Н·м.
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
σа = σu = Мсеч / 0,1d13 = 284 · 103 / 0,1 · 803 = 3,9 МПа
τа = τк /2 = Т1 / 2 · 0,2d13 = 32,9 · 103 / 0,4 · 803 = 0,2 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 97,4 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 95,5 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 97,4 / 3,9 = 25; Sτ = τ -1Д / τ а = 95,5 / 0,2 = 477,5
S = Sσ Sτ / = 25 · 477,5 / = 25 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
Тихоходный вал.
Опасное сечение – опора 2.
Концентрация напряжений в опасном сечении вызвана напрессовкой внутреннего кольца подшипника на вал с натягом.
Материал вала – сталь 40Х, НВ = 240, σв = 790 МПа, σт = 540 МПа, τт = 290 МПа,
σ-1 = 360 МПа, τ-1 = 200 МПа, ψτ = 0,09, [2].
Расчет вала в опасном сечении на сопротивление усталости.
Лист 25 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Мсеч = FM l3 = 2868 · 0,082 = 235 Н·м;
σа = σu = Мсеч / 0,1d33 = 235 · 103 / 0,1 · 453 = 25,8 МПа
τа = τк /2 = Т3 / 2 · 0,2d33 = 526,4 · 103 / 0,4 · 453 = 14,4 МПа
Кσ / Кdσ = 3,8 [2]; Кτ / Кdτ = 2,2 [2];
KFσ = KFτ = 1 [2]; KV = 1 [2].
KσД = (Кσ / Кdσ + 1 / КFσ – 1) · 1 / KV = (3,8 + 1 – 1) · 1 = 3,8
KτД = (Кτ / Кdτ + 1 / КFτ – 1) · 1 / KV = (2,2 + 1 – 1) · 1 = 2,2
σ-1Д = σ-1 / KσД = 360 / 3,8 = 94,7 МПа
τ-1Д = τ -1 / KτД = 200 / 2,2 = 91 МПа
Sσ = σ-1Д / σа = 94,7 / 25,8 = 3,7; Sτ = τ -1Д / τ а = 91 / 14,4 = 6,3
S = Sσ Sτ / = 3,7 · 6,3 / = 3,2 > [S] = 2,5
Прочность вала обеспечена.
Лист 26 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


8. Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений

Шпонки призматические по ГОСТ 23360-78.
Материал шпонок: сталь 45, нормализованная.
Напряжение смятия и условие прочности:
σсм = 2Т / d(l – b)(h – t1) ≤ [σ]см
Допускаемые напряжения смятия:
- стальная ступица [σ]см = 110…190 МПа;
- чугунная ступица [σ]см = 55…95 МПа.
Быстроходный вал Ø55 мм, шпонка 16 × 10 × 50, t1 = 6 мм.
σсм = 2 · 32,9 · 103 / 55 · (50 – 16)(10 – 6) = 27,4 МПа < [σ]см
Тихоходный вал Ø45 мм, шпонка 14 × 9 × 63, t1 = 5,5 мм.
σсм = 2 · 526,4 · 103 / 45 · (63 – 14)(9 – 5,5) = 109 МПа < [σ]см
Тихоходный вал Ø55 мм, шпонка 16 × 10 × 56, t1 = 6 мм.
σсм = 2 · 526,4 · 103 / 55 · (56 – 16)(10 – 6) = 103 МПа < [σ]см
Условия выполняются. Шпонки пригодны.


Лист 27 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


9. Выбор и расчет количества масла

Рекомендуемая вязкость масла при
[σ]H = 245 МПа и v = 2,54 м/с будет равна 18 · 10-6 м2 / с.
Примем масло авиационное МК-22 ГОСТ 21743-76.
Слив масла осуществляется через сливное отверстие, предусмотренное при проектировании данного редуктора.
Смазывание подшипников осуществляется масляным туманом.


Лист 28 Изм. Лист № докум. Подпись Дата



10. Сборка редуктора

Детали перед сборкой промыть и очистить.
Сначала устанавливаем в корпус редуктора быстроходный вал. Подшипники закрываем крышками.
Далее собираем тихоходный вал: закладываем шпонки; закрепляем колесо; устанавливаем подшипники. Собранный вал укладываем в корпус редуктора.
Закрываем редуктор крышкой и стягиваем стяжными болтами. Устанавливаем крышки подшипников.
После этого редуктор заполняется маслом. Обкатываем 4 часа, потом промываем




Лист 29 Изм. Лист № докум. Подпись Дата


Список использованной литературы


1. Л.А. Шабалин, Е.Н. Корепанова. – Кинематические и силовые расчеты
приводов лесных машин непрерывного транспорта. Методические указания по
деталям машин и основам конструирования. Екатеринбург, УГЛТУ, 2004 г.
2. С.А. Чернавский и др. – Курсовое проектирование деталей машин,
Москва, «Машиностроение», 1988 г.
3. П.Ф. Дунаев, С.П.Леликов – Конструирование узлов и деталей машин,
Москва, «Высшая школа», 1998 г.
4. М.Н. Иванов – Детали машин, Москва, «Высшая школа», 1998 г.
5. А.Е. Шейнблит – Курсовое проектирование деталей машин,
Калининград, «Янтарный сказ», 2002 г.
Лист 30 Изм. Лист № докум. Подпись Дата