Расчет валов и корпуса редуктора. Выбор подшипников

Проектным расчетом определяется минимальный диаметр вала (диаметр выходного конца вала, предназначенного для установки муфты). Диаметры цапф должны быть согласованы с диаметрами внутренних колец подшипников, а всех остальных участков – с рядом нормальных линейных размеров.

Определяем минимальные диаметры ведущего и ведомого валов редуктора из расчета на кручение по пониженным допускаемым напряжениям:

, м

где – допускаемое касательное напряжение, МПа. Для стальных валов принимается в пределах 13…15 МПа;

– крутящий момент на i -том валу, .

На ведущем , на ведомом .

Диаметр выходного конца ведущего вала:

Выходной конец вала предназначен для установки муфты, поэтому его диаметр согласовываем с диаметром посадочного отверстия втулки полумуфты. Для соединения валов применяем муфту упругую втулочно-пальцевую МУВП, смягчающую удары при передаче вращающих моментов благодаря наличию на пальцах муфты упругих резиновых втулок.

 

Допускаемый крутящий момент,
Диаметр вала, мм	16, 18	20, 22	25, 28	30, 32, 35, 36, 38	40, 42, 45	48, 50, 55	60, 65	70, 75	80, 85, 90, 95	100, 110, 120

Принимаем Минимальная разница диаметров вала одной ступени должна быть не менее 3 мм, поэтому назначаем, используя каталог подшипников и ряд нормальных линейных размеров, следующие диаметры: 55 мм – для установки уплотнительной манжеты и посадки внутренних колец подшипников, = 60 мм – для посадки зубчатого колеса.

При выполнении следующего условия вал и шестерню целесообразно изготавливать в виде одной детали:

. В нашем случае , поэтому вал и шестерню будем изготавливать в виде одной детали «вал-шестерня».

Диаметр выходного конца ведомого вала:

Принимаем , диаметр для установки уплотнительной манжеты и посадки внутренних колец подшипников – 95 мм, для посадки зубчатого колеса – = 100 мм. Высота буртика – 5 мм.

Длины участков валов определяются при выполнении эскизной компоновки редуктора.

Определяем основные геометрические размеры корпуса редуктора:

толщина стенки корпуса редуктора (должна быть не менее 8 мм) мм. Принимаем мм;

толщина фланца мм;

толщина ребер мм. Принимаем мм;

зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса мм. Принимаем мм;

зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса редуктора мм.

Диаметр ступицы зубчатого колеса:

мм. Принимаем мм.

Толщина обода колеса мм (должна быть не менее 8 мм). Принимаем мм. Толщина диска зубчатого колеса мм. Диаметр отверстий в диске принимаем исходя из ориентировочного расчета: мм. Принимаем по ряду нормальных линейных размеров мм.

 

В рамках расчетно-графической (контрольной) работы нет возможности произвести выбор и расчет подшипников по динамической грузоподъемности. Поэтому подшипники выбираются из следующих соображений: для прямозубого зацепления выбираются радиальные шариковые или роликовые цилиндрические подшипники легкой или средней серии. Для косозубого зацепления выбираются радиально-упорные шариковые или роликовые конические подшипники легкой или средней серии. Подбирается подшипник таким образом, чтобы диаметр внутреннего кольца соответствовал диаметру вала в месте посадки подшипника. В пояснительной записке указывается условный номер подшипника, внутренний диаметр внутреннего и наружный диаметр наружного колец, паспортная динамическая и статическая грузоподъемности.

Рекомендуемая литература

1 Аркуша, А. И. Техническая механика: теоретическая механика и сопротивление материалов. Учебник для машиностроительных специальностей техникумов. / А. И. Аркуша. – М.: Высшая школа, 1989.– 351 с.

2 Иосилевич, Г. Б. Прикладная механика: Учебник для вузов / Г. Б. Иосилевич, Г. Б. Строганов, Г. С. Маслов. Под ред. Г. Б. Иосилевич. – М.: Высшая школа, 1989. – 351 с.

3 Иосилевич, Г. Б. Прикладная механика. / Г. Б. Иосилевич, П. А. Лебедев, В.С. Стреляев. – М.: Машиностроение, 1985. – 327 с.

4 Ковалев, Н. А. Прикладная механика. Учебник для инженерно-технических и инженерно-экономических специальностей вузов. / Н. А. Ковалев. – М.: Высшая школа, 1982. – 400 с.

5 Прикладная механика: Учебное пособие / А. Т. Скойбеда, А. А. Миклашевич, Е. Н. Левковский; под общей редакцией А. Т. Скойбеды. – Мн.: Высшая школа, 1997. – 522 с.

6 Дунаев, П. Ф. Конструирование узлов и деталей машин. Учебное пособие для вузов / П. Ф. Дунаев, О. П. Леликов. – М.: Высшая школа, 2000. – 446 с.

7 Иванов, М. Н. Детали машин. Учебник для вузов / под ред. В. А. Финогенова. – М.: Высшая школа, 2000. – 382 с.

8 Иванов, М. Н., Детали машин. Курсовое проектирование. Учебное пособие для машиностроительных специальностей вузов. / М. Н. Иванов, В. Н. Иванов. – М.: Высшая школа, 1975. – 551 с.

9 Чернавский, С. А. Курсовое проектирование деталей машин. Учебное пособие для машиностроительных специальностей техникумов. / С. А. Чернавский, К. Н. Боков, И. М. Чернин. – М.: Машиностроение, 1987. – 415 с.

10 Чернилевский, Д. В. Курсовое проектирование деталей машин и механизмов. / Д. В. Чернилевский. – М.: Высшая школа, 1980. – 240 с.

 

Пример выполнения сборочного чертежа редуктора с вертикальным расположением зубчатых колес (без нумерации деталей)