Расчет редуктора

е. диаметр вала конструктивно увеличен) и проверку усталостной прочности данного сечения не производим. Опасным в нашем случае является сечение С, в котором имеется несколько концентраторов напряжений

(шпоночный паз, посадка с натягом, галтель) и действуют пиковые изгибающие моменты и полный вращающий момент (9.1)
Определим коэффициент запаса усталостной прочности по формуле:
(9.2)
где: - коэффициенты запаса усталостной прочности по нормальным и касательным напряжениям соответственно;
- допускаемое значение коэффициента запаса усталостной прочности (=2.5÷4).
Коэффициент запаса усталостной прочности:
- по нормальным напряжениям:
; (9.3)
- по касательным напряжениям:
; (9.4)
где: - пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:
(9.5)
(9.6)
где: - предел прочности (для стали 45 = 890 МПа);
;
.
- амплитудные значения напряжений изгиба и кручения;
- средние значения напряжений изгиба и кручения (при реверсивном режиме работы ).
(9.7)
Для определения найдем осевой момент сопротивления:
(9.8)
.
(9.9)

Для определения найдем полярный момент сопротивления:
(9.10)

(9.11)

Имеем:

- коэффициенты концентрации напряжений, зависят от типа кон

центратора и прочности материала;
- коэффициент, учитывающий размер (диаметр) детали;
- коэффициент, учитывающий состояния поверхности вала;
- коэффициенты асимметрии цикла.
Принимаем значения коэффициентов:
- коэффициенты концентрации напряжений от шпоночного паза при σв=600 МПа
, /1, табл.6.5/;
- коэффициенты, учитывающие размер детали (при d =45 мм)
, /1, табл. 6.8/;
- коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки
;
- коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали
, /1, стр.100/

Коэффициент запаса усталостной прочности:
- по нормальным напряжениям:
;

- по касательным напряжениям:
;
Коэффициент запаса усталостной прочности:

.

Ведомый вал
Определим изгибающие моменты:
Вертикальная плоскость:
;
;

Горизонтальная плоскость:
;





Рисунок 9.2 - Расчетная схема ведомого вала

По полученным данным построим эпюры изгибающих и вращающего моментов (рис.9.2)
Из эпюр следует, что опасными являются сечения вала в точках В, С и D, где действуют пиковые изгибающие и вращающий моменты и имеются концентраторы напряжений (шпоночные пазы, посадки с натягом). Для данного вала определим коэффициенты запаса усталостной прочности в сечениях D и С.

Рассмотрим сечение B:
Осевой момент сопротивления:
(9.12) ;
Полярный момент сопротивления:
(9.13)
Максимальный изгибающий момент в сечении B:






Амплитудные значения напряжений изгиба и кручения

.
Пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:


где: - предел прочности (для стали 45 = 890 МПа );
;
.
Принимаем значения коэффициентов:
- отношения коэффициентов концентрации напряжений от посадки с натягом к коэффициентам, учитывающим размер детали при σв=900 МПа и d=63 мм
, /1, табл.6.7/;
- коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки
;
- коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали
, /1, стр.100/

Коэффициенты запаса усталостной прочности:
- по нормальным напряжениям:
;
- по касательным напряжениям:
.
Общий коэффициент запаса усталостной прочности в сечении В:
.
Рассмотрим сечение С:
В данном сечении общий коэффициент запаса усталостной прочности будет равен коэффициенту запаса усталостной прочности по касательным напряжениям.
Полярный момент сопротивления:




Пределы выносливости материала вала при симметричных циклах изменений напряжений изгиба и кручения:

где: - предел прочности (для стали 45 = 890 МПа );
;
.
- коэффициент концентрации напряжений от шпоночного паза при σв=900 МПа
/1, табл.6.5/;
- коэффициенты, учитывающие размер детали (при d =42 мм)
/1, табл. 6.8/;
- коэффициенты, учитывающие состояние поверхности вала при отсутствии упрочняющей обработки
;
-
коэффициенты асимметрии цикла для углеродистой стали
/1, стр.100/


Коэффициент запаса усталостной прочности:
S =
Усталостная прочность и жесткость обоих валов обеспечена.

.
10. Выбор муфт

Выбор муфт осуществляется по расчетному вращающему моменту и диаметру вала /1, стр. 170/:
[Т] (10.1)
где: - номинальный вращающий момент;
- коэффициент, учитывающий характер нагрузки (примем =1.2);
[Т]- табличное значение момента для выбраной муфты.
Для быстроходного вала:
;
Принимаем муфту МУВП с расчетным моментом ; посадочными диаметрами Ø24 мм, Ø28 мм /1, табл. 9.5/.
Для тихоходного вала:
;
Принимаем муфту МУВП с расчетным моментом ; посадочным диаметром Ø42 мм /1, табл. 9.5/.







11. Выбор посадок деталей редуктора

Согласно СТ СЭВ 144-75 назначаем следующие посадки для деталей редуктора /1, табл. 8.11/:

Для подшипниковых узлов:
- наружные кольца подшипника – Н7;
- внутренние кольца подшипников – k6.
Выходные концы валов – n6.
Участки валов под уплотнениями – f8.
Посадки зубчатых колес на валы – Н7/р6
Посадки шпонок в шпоночных пазах валов – Р9.
Посадки шпонок в шпоночных пазах зубчатых колес – Js9.










12. Смазка редуктора

В редукторе смазыванию подлежат зубчатые зацепления и подшипники качения. Т.к. окружная скорость зубчатых колес в обоих зацеплениях превышает 1 м/с для смазывания зубьев применим картерную смазку, при которой зубья колеса второй ступени погружаются в масло и разбрызгивают его, обеспечивая смазывание зубьев всех зубчатых колес. Для предотвращения попадания продуктов износа зубьев вместе с маслом при разбрызгивании на беговые дорожки и тела качения подшипников применим раздельную смазку: для зубчатых колес – жидкое масло, дл подшипников качения – пластичную смазку. При этом в расточках корпуса под подшипниковые узлы разместим мазеудерживающие кольца, предотвращающие вымывание пластичной смазки жидким маслом.
Рекомендуемая вязкость масла при скорости v=1,065 м/с ϑ=118 сСт /1, табл.8.8/. Учитывая требуемую вязкость смазки, в зависимости от окружной скорости, в качестве смазки зубчатых колес редуктора примем индустриальное масло И-100А, вязкость которого составляет ϑ=90-118 сСт /1, табл. 8.10/.
Глубину погружения зубьев зубчатого колеса второй ступени в масляную ванну примем равной высоте зуба /1, стр.162/.

Количество масла определим по формуле:
(12.1)

В качестве смазки подшипниковых узлов примем солидол марки УС-1, которым заполняется 1/3 камеры каждого подшипникового узла при сборке редуктора.


13. Сборка редуктора
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса редуктора тщательно очищают и покрывают масляной краской.
Сборку осуществляют в соответствии с чертежом общего вида редуктора, начиная с узлов валов:
- на ведущий вал устанавливают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100° С, а затем закладывают шпонку;
- в промежуточный и ведомый валы закладывают шпонки и напрессовывают зубчатые колеса до упора в бурты валов; затем устанавливают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.
Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и устанавливают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса герметикой.
Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух штифтов. Затем затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.
После этого в подшипниковые камеры закладывают пластичную смазку, ставят крышки подшипников. Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают уплотнения. Проворачиванием валов проверяют отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки подшипников винтами.
Затем ввертывают пробку масловыпускного отверстия с прокладкой, сапун и жезловой маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают смотровое отверстие крышкой с прокладкой; закрепляют крышку болтами.
Литература

1. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин /С.А.Чернавский, Г.М.Ицкович, К.Н.Боков, И.М.Чернин, Д.В.Чернилевский. – М.: Машиностроение, 1979 г. – 351 с.
2. . Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин / А.Е.Шейнблит. – М.: Высшая школа, 1991 г. – 432 с.
3. Чернин И.М. Расчеты деталей машин / И.М. Чернин.– Минск: Выш. школа, 1978 г. – 472 с.




































49


1



dП1

b






































































0

0

910000

Эп. Т, Н·мм

0

0

Эп. Мизг.г.п., Н·мм





0

0

Эп. Мизг.в.п., Н·мм

FМ2



Ft2

ХA

b

a

B

C

A

D

ХВ

l

ZВ

ZА

Fr2

Fa2






















Fa2








Fa1

































































































































































































dБ1

dК1

dП1

dу1

dB1












dП2

dК2

dБ2

dК2

dП2

Ft1

Fr1

Ft2

Fr2

l

YB

ХA

b

a

B

A

ХВ

ZВ

ZА

Fa2









h

t1

d

1

2

3

l



























0

0

0

0

0

0

Эп. Т, Н·мм

300000

Эп. Мизг.г.п., Н·мм

98800

220700

-5332

15508

d2

Fr2

Ft2

Fa1

Fr1

147500

Эп. Мизг.в.п., Н·мм

Ft1

ХA

b

a

B

C

A

D

ХВ

l

ZВ

ZА

Fa2