Вибір конструктивних розмірів зубчатих коліс

Шестерня

Шестерні виконують в двох виконаннях: знімними (насадними) або за одне ціле з валом («вал-шестерня»). Конструкцію «вал-шестерня» застосовують тоді, коли діаметр тривалого (початкової) кола шестерні менше двох діаметрів вала . В цьому випадку у насадній шестерні

виходить тонкий обід і може статися його руйнування по ослабленому перетину, від кута шпонкової канавки до западини між зуб'ями.) У нашому випадку:

виконуємо конструкцію «вал-шестерня». Довжини перехідних ділянок вала-шестерні, посадочних місць під підшипники і ущільнення можуть бути точно визначені тільки після ескізного опрацювання всієї конструкції редуктора.

Колесо

Розміри елементів колеса • визначаються за нижче вказаними емпіричними залежностями, складеними з урахуванням досвіду виробництва та експлуатації зубчастих коліс:

товщина диска С = (0,2...0,3) • = 0,3 • 80= 24мм,

товщина обода = (2...3) = 3 • 2,0513 = 6мм,

діаметр обода - 2 • = 315 - 2 • 6 = 303 мм,

діаметр маточини d_мат =(І,6...1,8) • d= 1,6•50= 80 мм,

довжина маточини L = (о,7...1,8)- d, але не менша ширини колеса:

L = (0,7...1,8)-d мм, тому приймаємо L = 1.3•50=65 мм,

діаметр отворів

діаметр центрів отворів

 

ПІДБІР І ПЕРЕВІРКА ШПОНОК

Шпонки підбираються по стандарту в залежності від діаметра вала. Конструктивно найбільш відповідними для випадку, що розглядається є призматичні шпонки по ГОСТ 8789-88 [І]. Вони найбільш прості по конструкції, забезпечують цілком задовільне центрування на валу посадженої деталі, трохи ослабляють вал, їх недоліком є необхідність індивідуального припасування при збиранні. Перетин шпонки підбирається по ГОСТ 8788-88 [І], довжина шпонки звичайно приймається на 5-ИО мм коротше за ступиці і вибирається з розмірного ряду по ГОСТ 8789-88. При виборі матеріалу шпонок необхідно дотримувати наступну умову: матеріал шпонки повинен бути менш міцним, ніж матеріали вала і ступиці. Шпонки виготовляються з середньовуглецевої чистотягнутої сталі для призматичних шпонок по ГОСТ 8787-88. Міцність шпонок перевіряється розрахунком по напруженнях зім’яття на робочих поверхнях, значення яких, що допускаються в практиці загального машинобудування звичайно приймаються _сл= 60... 100 МПа.

Шпонка на ведучому валу під муфтою

Розміри перетинів шпонки і паза при діаметрі вала 32мм:

bxhxl =10х 8х70мм

Не перевищують напруження, що допускається.

 

ВИБІР ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ

Підшипники для швидкохідного вала

Визначимо радіальне навантаження на підшипники, тобто опорні реакції на сили що діють у зачепленні та в муфті:

 

 

Осьове навантаження:

За діаметром вала на опорі для підшипників d=40мм - приймаємо номер підшипника 408, з розмірами:

С₀=36500Н

С=63700Н

Еквівалентне динамічне навантаження

Розрахунок ведемо по більш навантаженому підшипнику Визначаємо:

е=0,226

 

Фактична довговічність:

МАЩУВАННЯ РЕДУКТОРА

Змащування редукторів необхідне для зменшення втрат на тертя, зменшення зносу поверхонь зуб'їв, що труться і підшипників, для забезпечення відведення тепла і попередження корозії.

Вибрана система змащування повинна забезпечувати:

достатнє покриття робочих поверхонь зубців і підшипників масляним шаром; відведення тепла, що утворюється на робітниках-поверхнях; зуб'їв при роботі редуктора; невеликий опір мастильної середи обертанню зубчатих коліс.

 

7.1 Вибір системи змащування зачеплення

Вибір системи змащування зачеплення визначається окружною швидкістю зубчатих коліс.

У редукторах загального призначення при окружній швидкості коліс
до 15 м/с змащування зачеплення звичайно здійснюється зануренням
зубчатих коліс в масляну, ванну.

Так як окружна швидкість колеса V менше 15 м/с приймаємо систему змащування зуб 'їв зануренням в рідку масляну ванну.

7.2 Необхідна в'язкість і сорт масла

Рідке змащування рекомендується вибирати з найбільшою в'язкістю, при якій не дуже великі втрати на розмішування і розбризкування масла. По таблиці 12 в додатку [V] при окружній швидкості 2,5÷5 м/с і межі міцності

матеріалу зубців 45÷100кгс/см² значення кінематичної в'язкості, що рекомендується складає сСт.

Відповідною в'язкістю володіє автотракторне АКп-10, 5 ГОСТ 1860-88.

Потрібна кількість масла

Місткість масляної ванни для одноступінчатих редукторів вибирається в межах (0,15 ÷0,7) л на 1 кВт потужності, що передається (великі значення відповідають більшій в'язкості).

 

7.4 Глибина занурення коліс

 

7.5 Спосіб змащування підшипників

Так як колова швидкість колеса >3 м/с, змащення підшипників виконується розбризкуванням і масляним туманом або мазями.

КОРПУС РЕДУКТОРА

Корпус є відповідальним вузлом, що сприймав зусилля, які виникають в зубчатому зачепленні при його роботі і передаються через вали на підшипники і корпус редуктора. Одночасно корпус захищає передачі редуктора від впливу зовнішньої середи і забезпечує змащування зубчатих коліс і підшипників. Конструкція корпусу повинна забезпечувати йому достатню жорсткість з тим, щоб зменшити перекіс валів, викликаний деформаціями корпусу під дією внутрішніх і зовнішніх сил.

При розробці конструкції корпусу необхідно враховувати не тільки вимоги міцності і жорсткості, але також вимоги технології виготовлення і монтажу передачі, зручності огляду зачеплення, зміни змащування і ремонту при експлуатації.

Корпуси редукторів загального призначення звичайно відливаються з сірих чавунів середньої міцності СЧ 15 і СЧ 18 або з сталей. Стальні корпуси застосовуються при великому ударному навантаженні, при одиничному або дрібносерійному виробництві корпуси виконують зварними з сталей.

Найбільше поширення отримали роз'ємні корпуси з площиною роз'єму, співпадаючою з площиною розташування валів. Такий роз'єм корпусу спрощує збирання, огляд і ремонт, полегшує слюсарне припасування і доведення плям контакту в зачепленні з допомогою абразивних паст і т.д.. Однак, наявність роз'єму підвищує число корпусних деталей, що вимагають ретельного взаємного припасування, знижує жорсткість корпусу, збільшує число кріпильних деталей. Площина роз'єму звичайно розташовується паралельно основі корпусу. Похила площина роз'єму застосовна в багатоступінчастих редукторах з метою зменшення ваги редуктора і досягнення однакового занурення зубчатих коліс в масляну ванну, однак, похила площина роз'єму менш технологічна.

Для забезпечення герметичності площини роз'єму повинні бути ретельно оброблені (Ка=0.63÷1.25) і перед збиранням покриті спеціальною пастою «герметик». Застосування прокладок не допускається, так як внаслідок їх неоднакової товщини і деформації при монтажі не будуть забезпечені посадки підшипників або підшипникових вузлів в корпус редуктора. З метою утворення з'єднання площину роз'єму оформляють фланцями (поясами) і бобишками, ширина яких повинна бути достатньою для розміщення болтів.

Корпуси мають ребра, що підвищують жорсткість редуктора, поліпшуючі теплообмін і що зменшують шум. Розташування ребер узгоджується з напрямом зусиль, що деформують корпус, а також з напрямом руху повітря, особливо при наявності примусового обдування. Бічні стінки корпусу мають спеціальні приливні гнізда, призначені для установки в них підшипникових вузлів.

Для забезпечення необхідної точності розточок під підшипникові вузли, обробку їх виготовляють в зборі корпусу з кришкою. При цьому площини роз'єму в корпусі і кришці повинні бути остаточно оброблені, стягнуті болтами і заштифтовані. Застосування двох (у відповідальних випадках трьох) конічних штифтів забезпечує точну фіксацію взаємного положення корпусу і кришки.

Передбачаються отвори для віджимних болтів.

Підшипникові болти для кріплення кришки до корпусу рекомендується розташовувати можливо ближче до розточок під підшипники на спеціальних приливах.

Для відведення нагрітого повітря і вирівнювання тиску всередині корпусу з атмосферним на спеціальному приливі в кришці встановлюється пробка-віддушина. При відсутності віддушини повітря з внутрішньої порожнини редуктора, нагріваючись за рахунок тепловиділення в зачепленні, буде цьому за собою масло, що буде створювати патьок масла на корпусі редуктора. Для усунення попадання всередину корпуси пилу і вологи під час засмоктування повітря всередину редуктора при вихолоненні останнього пробки-віддушини у великих редукторах забезпечуються спеціальним фільтром.

Для підйому і транспортування редуктора на його корпусі передбачаються приливні крюки, а для підйому тільки кришки редуктора рим-болти, що встановлюються в спеціальних приливах або провушини. Останнім в даний час віддають перевагу. Невеликі редуктори підіймаються за рим-болти або провушини.

У корпусі повинні бути передбачені також приливи для установки масловказівника, спускної пробки, фундаментних болтів. Всі вказані приливи, а також опорні поверхні під гайки і головки кріпильних болтів повинні бути механічно оброблені (Rz=40÷80).

Для огляду зачеплення і залиття масла в кришці корпусу робиться оглядовий люк з полегшеною кришкою.

Для повного зливу масла під час його заміни дно корпусу повинно мати схил у бік зливної пробки (1/100÷1/50), а сама зливна пробка повинна бути розташована так, щоб забезпечити повний злив масла. Дно корпусу в районі пробки повинно мати спеціальне поглиблення для виходу мітчика при нарізанні різьблення пробки.

Розрахунок корпусу на міцність і жорсткість є складною задачею, тому співвідношення розмірів корпусів звичайно встановлюються досвідченим шляхом, причому, дані, накопичені в різних галузях машинобудування, можуть розрізнюватися між собою.