Расчет одноступенчатого редуктора

где  - суммарный изгибающий момент, Н•м; Mкmax = Tmax = KпT - крутящий момент, Н•м; Fmax = KпF - осевая сила, Н; W и Wк - моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм3; A - площадь поперечного сечения, мм2. [1, стр. 166]

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям (пределы текучести ут и фт материала см. табл. 10.2[1]) [1, стр. 166]:

Sту = ут/у; Sтф = фт/ф.

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений [1, стр. 166]

Статическую прочность считают обеспеченной, если Sт ? [Sт], где [Sт] = 1,3...2 - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести (назначают в зависимости от конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля). [1, стр. 166]

Рис. 12 [рис. 10.13, в]

Моменты сопротивления W при изгибе, Wк при кручении и площадь A вычисляют по нетто-сечению для вала с одним шпоночным пазом [1, стр. 166]:

W = рd3/32 - bh(2d-h)2/(16d);

Wк = рd3/16 - bh(2d-h)2/(16d);

A = рd2/4 - bh/2.

При расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины. [1, стр. 164]

9.1 Входной вал

Длины участков для всех схем вала:

L1 = 41 мм; L2 = 41 мм; L3 = 49 мм; L4 = 25 мм.

Действующие номинальные нагрузки:

Ft = 3127.29 Н (тяговая нагрузка в зацеплении);

Fr = 1138.33 Н (радиальная нагрузка в зацеплении);

Fa = 0 Н (осевая нагрузка в зацеплении);

T = 132.91 Н•м.

Расчетная схема вала для построения эпюры Mx (на схеме Py(b)=Fr):

Эпюра Mx:

Расчетная схема вала для построения эпюры My (на схеме Py(b)=Ft):

Эпюра My:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры Mкр:

Эпюра Mкр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

Mx = 23336 Н•мм;

My = 64109 Н•мм;

F = 0 Н;

Mк = 133 Н•м;

Mmax = 163737.9 Н•мм;

Fmax = 2.4 • 0 = 0 Н;

Mкmax = 2.4 • 133 = 319.2 Н•м.

Расчетный диаметр в сечении вала-шестерни: d = 34.5 мм.

W = 4031.41 мм3;

Wк = 8062.82 мм3;

A = 934.82 мм2.

у = 40.62 МПа;

ф = 39.59 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

STу = 18.46;

STф = 11.37;

Общий коэффициент запаса:

ST =9.68.

Полученный коэффициент запаса не дает сомнения в прочности вала. Принимаем ранее расчитанные параметры окончательными.

9.2 Выходной вал

Длины участков для всех схем вала:

L1 = 41 мм; L2 = 41 мм; L3 = 49 мм; L4 = 25 мм.

Действующие номинальные нагрузки:

Ft = 3127.29 Н (тяговая нагрузка в зацеплении);

Fr = 1138.33 Н (радиальная нагрузка в зацеплении);

Fa = 0 Н (осевая нагрузка в зацеплении);

T = 453.8 Н•м.

Расчетная схема вала для построения эпюры Mx (на схеме Py(b)=Fr):

Эпюра Mx:

Расчетная схема вала для построения эпюры My (на схеме Py(b)=Ft):

Эпюра My:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры Mкр:

Эпюра Mкр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

Mx = 23336 Н•мм;

My = 64109 Н•мм;

F = 0 Н;

Mк = 454 Н•м;

Mmax = 163737.9 Н•мм;

Fmax = 2.4 • 0 = 0 Н;

Mкmax = 2.4 • 454 = 1089.6 Н•м.

Диаметр в сечении: d = 36.5 мм.

Размеры шпоночного соединения (см. рис. 12): b = 10 мм; h = 8 мм.

W = 4195.19 мм3;

Wк = 8969.15 мм3;

A = 1006.35 мм2.

у = 39.03 МПа;

ф = 121.48 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

STу = 19.22;

STф = 3.7;

Общий коэффициент запаса:

ST =3.63.

Полученный коэффициент запаса не дает сомнения в прочности вала. Принимаем ранее расчитанные параметры окончательными.

10. Выбор манжетных уплотнений

Назначим манжеты по ГОСТ 8752-79. Выбор манжеты осуществляется таким образом, чтобы согласовывались диаметр отверстия манжеты и диаметр вала d, наружный диаметр D1, ширина манжеты h1 с соответствующими размерами.

Рис. 13 [1, стр. 430]

В данном проектном расчете при подборе манжет будем учитывать только равенство диаметра вала и отверстия манжеты.

Назначаем тип манжет 1. Наружный диаметр D1 соответствует ряду 1 ГОСТа.

10.1 Входной вал

Размеры манжеты из ГОСТ 8752-79:

d = 30 мм;

D1 = 52 мм;

h1 = 10 мм.

10.2 Выходной вал

Размеры манжеты из ГОСТ 8752-79:

d = 30 мм;

D1 = 52 мм;

h1 = 10 мм.

11. Выбор смазочных материалов и системы смазывания

Для уменьшения потерь мощности на трение, снижение интенсивности изнашивания трущихся поверхностей, их охлаждения и очистки от продуктов износа, а также для предохранения от заедания, задиров, коррозии должно быть обеспечено надежное смазывание трущихся поверхностей. [1, стр. 172]

Для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. Колоса при вращении увдекают масло, разбрызгивая его внутри корпуса. Масло попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей. [1, стр. 172]

Картерное смазывание применют при окружной скорости зубчатых колес и червяков от 0,3 до 12,5 м/c. При более высоких скоростях масло сбрасывает с зубьев центробежная сила и зацепление работает при недостаточном смазывании. Кроме того, заметно возрастают потери мощности на перемешивание масла, повышается его температура. [1, стр. 172]

Окружная скорость проектируемого зацепления (см. пункт "Расчет межосевого расстояния"): н = 5.15 м/с.

Картерная система смазывания подходит для проектируемой передачи.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин.

Преимущественное применение имеют масла. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла и чем выше контактные давления в зацеплении, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимость от контактного напряжения о окружной скорости колес (табл. 10).

Таблица 10 [1, табл. 11.1]

Для предельного контактного напряжения 482.81 МПа и окружной скорости 5.15 м/с выбираем рекомендованное значение кинематической вязкости масла 22 мм2/c.

Таблица 11 [1, табл. 11.2]

Для рекомендуемой вязкости 22 мм2/c выбираем масло индустриальное И-Л-А-22.

Уровень полгружения должен быть таким, чтобы в масло был погружен венец зубчатого колеса.

12. Порядок сборки привода, выполнение необходимых регулировочных работ

Сборка редуктора осуществляется в следующей последовательности: насаживаем на валы зубчатые колёса и шестерни, затем одеваются стопорные кольца, упорные втулки для подшипников и сами подшипники. После этого собранные валы устанавливаются в корпус редуктора и заливается масло. Смазка подшипниковых узлов осуществляется с помощью солидола непосредственно заправленного в подшипники. Затем на корпус редуктора устанавливается крышка. Центрирование крышки осуществляется с помощью центрирующих штифтов. Затем крышка привинчивается к корпусу редуктора, стык покрывается герметиком. Следующий этап сборки - регулировка зубчатого зацепления и натяга в подшипниках. Регулировка зубчатого зацепления осуществляется с помощью регулировочных втулок, которые устанавливаются в отверстия под подшипники, затем устанавливают крышки подшипников и завинчивают болты, но не зажимая их. Проворачивая входной вал редуктора, в смотровом окне наблюдаем, как происходит зацепление зубчатых колёс. Для этого на шестернях, по середине, делаем засечку мелом, проворачиваем вал, и смотрим на отпечаток мела на зубчатом колесе. Если отпечаток находятся приблизительно по середине зубчатого колеса, то колёса установлены правильно, если нет, то снимаются крышки подшипников, вынимаются регулировочные втулки, подтачиваются, устанавливаются вновь и процедура регулировки зубчатого зацепления повторяется опять. Регулировка подшипников проводится с помощью набора прокладок, установленных под крышкой. Под крышки подшипников устанавливается набор прокладок и смотрится плавность хода валов. При необходимости прокладки добавляются или убираются. Регулировка в стакане. Регулировка зацепления осуществляется с помощью регулировочной гайки. Регулировка натяга в подшипниках осуществляется с помощью стопорной гайки.

Список используемой литературы

привод подшипник вал зубчатый

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. - 6-е изд., исп. - М.: Высш. шк., 2000. - 447 с., ил.

2. Анурьев В. И. Справочник конструктора - машиностроителя. В 3-х томах. Т.1. - 6е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 736с.:ил.

3. Чернавский С.А. Курсовое проектирование деталей машин 1988

Размещено на Allbest.ru