Второй этап компоновки редуктора.

 

Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колеса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.

Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее. Шестерню выполняем за одно целое с валом.

Конструируем узел ведущего вала:

а) наносим осевые линии, удаленные от середины редуктора на расстояние . Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения;

б) между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их концы должны выступать внутрь корпуса на 1-2мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники (Ø45мм). Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников;

в) вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной 1мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем говорит вырыв на плоскости разъема.

Используем фетровые уплотнения, т.к. допускаемое значение скорости <5м/с.

г) переход вала Ø45мм к присоединительному концу Ø42мм выполняют на расстоянии 10-15мм от торца крышки подшипника.

Длина присоединительного конца вала Ø42мм определяется длиной шкива.

Аналогично конструируем узел ведомого вала.

На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5-10мм меньше длин ступиц.

Непосредственным измерением уточняем расстояния между опорами и расстояния, определяющие положение зубчатых колес относительно опор. При значительном изменении этих расстояний уточняем реакции опор и вновь проверяем долговечность подшипников.

Проверка прочности шпоночных соединений.

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок — по ГОСТ 23360-78. Материал шпонок — сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности по формуле

 

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице,

 

 

Ведущий вал: d=42 мм; b x h = 10 x 8 мм; ; длина шпонки l=70 мм; момент на ведущем валу

 

(материал полумуфт МУВП – чугун марки СЧ 20)

Ведомый вал.

d=63 мм; b x h = 16 x 10 мм; ; длина шпонки l=80 мм; момент

 

Условие выполнено.

Уточненый расчет валов.

 

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми значениями [s]. Прочность соблюдена при s ≥ [s].

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал.

Материал вала тот же, что и для шестерни (шестерня выполнена заодно с валом), т. е. сталь 45, термическая обработка — улучшение.

Среднее значение σ_в = 780 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

σ_-1 ≈ 0,43 σ_в = 0,43 780 = 335 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

τ_-1 ≈ 0,58σ_-1 = 0,58 335 = 193 МПа.

Сечение А – А. Это сечение вала под шкивом клиноременной передачи, рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности