Конструктивные размеры элементов цилиндрического редуктора.

Зубчатая передача редуктора.

Выписываем значения элементов зубчатой передачи, мм:

a_w = 180 мм – межосевое расстояние

d₁ = 60 мм – делительный диаметр шестерни

d_a1 = 64 мм – диаметр вершин зубьев шестерни

d_f1 = 55 мм – диаметр впадин зубьев шестерни

d₂ = 300 мм – делительный диаметр колеса

d_a2 = 304 мм – диаметр вершин зубьев колеса

d_f2 = 295 мм – диаметр впадин колеса колеса

в₂ = 71 мм – ширина венца колеса

m = 2 мм – модуль зубчатой передачи

Вышеуказанные параметры – см. в соответствующих разделах расчёта зубчатой передачи.

Рассчитываем остальные параметры:

в₁ – ширина зубчатого венца шестерни, мм:

в₁ = в₂ +(4…5) = 71+5 = 76 мм

l_ст - длина ступицы зубчатого колеса:

l_ст > в₂; l_ст = (0,8 … 1,5) ∙ d_к,

где d_к – диаметр вала под зубчатое колесо.

По конструктивной схеме №1, мм:

l_ст =в₂ + А₂ = 71 + 12,5 = 83,5 мм

d_ст - диаметр ступицы зубчатого колеса.

Для стального центра - d_ст = (1,5 …1,55) ∙ d_к

А - радиальный зазор между зубьями колеса и корпусом редуктора:

Уточненный расчет А производим по формуле, мм:

А = = = 10,14 мм

Принимаем: A =11 мм

где L – расстояние между внешними поверхностями вращающихся деталей, мм:

L =

Полученное значение А округляем в большую сторону до целого числа.

А₁ – торцовый зазор между зубьями шестерни и поверхностями боковых стенок корпуса редуктора.

Принимаем: А₁ = 10 мм.

А₂ – торцовый зазор между зубьями колеса и внутренними поверхностями боковых стенок корпуса, мм:

А₂ = А₁ + (2…2,5) = 10+12,5=12,5 мм.

Значение конструктивной добавки (2…2,5)мм равно половине конструктивной добавки, принятой при расчете в₁.

 

Конструкция входного вала

Предварительно оцениваем диаметр законцовки вала из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях.

- диаметр концевой части входного вала, мм:

, мм, где

вращающий момент на входном валу редуктора

[ ] =18 МПа – допускаемое касательное напряжение для входного вала

Полученное значение округляем в большую сторону до величины кратное 5, при этом округляемое значение должно быть больше расчетного не менее чем на 3.

 

Принимаем: =45 мм

 

 

Принимаем форму законцовки вала конусной.

Параметры конусной законцовки по каталогу "Редукторы" стр.28:

d (d_кон1) = 45 мм

d₃ (M) = М 30 x 2,0мм

l=110мм

l₁=82мм

b=12мм

h=8мм

t=5,0мм

= 5,0

d_f =d – 3 = 30 – 3 = 27 мм

R=1,6 мм

=0,5 мм

Z=2,0

- диаметр вала под манжету (1, стр. 473-474)

= (2…5) - для конусной законцовки.

 

= 45мм

- диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника(d)

= = 45мм

По диаметру (d) производим выбор шарикоподшипника легкой или средней серии:

- радиально-упорного с α=26° по ГОСТ 831-75 – для косозубой передачи.

 

При выборе серии подшипника следует руководствоваться следующей рекомендацией:

=2638,95 Н

=7665 ч

=390об/мин - частота вращения входного вала ()

 

 

Выбираем подшипник легкой серии с α=12°

"Подшипник 36209 ГОСТ 831-75"

d = 45 мм

D= 85 мм

B= 19 мм

r=1,1мм

D_ш=12,700 мм

=41,2 кН

=25,1 кН

Принимаем, что конструктивного вал выполняется с шестерней.

- диаметр буртика для упора подшипника, для которого должны выдерживаться следующие соотношения:

= 45+3,3=48,3

55мм > > 48,3

Диаметр округлить в большую сторону до целого числа

Принимаем: =50 мм

- длина буртика

= =10 мм.

У_м=8…14мм

Принимаем: У=10 мм

Посадки принимаем при установке входного вала:

- посадка внутреннего кольца подшипника на вал - 45К6 (для d_п1=45мм);

- посадка наружного кольца в отверстие корпуса - 85Н7 (для Д=85 мм).

Конструкция выходного вала.

- диаметр концевой части вала.

, мм

- вращающий момент на валу зубчатого колеса ()

Т'₃ = 1009,498 Н·м

[τ] – допускаемое касательное напряжение для выходного вала:

[τ] = 30 МПа.

 

Значение диаметра округляем в большую сторону до величины кратное 5, но так, чтобы округляемое значение было больше расчетного не менее чем на 3.

Принимаем форму законцовки вала цилиндрической.

 

Принимаем d_кон2 = 60 мм

d (d_кон2) =60мм

l=140мм

r =2,5 мм

c=2,0 мм

b=18 мм

h=11 мм

d_сал – диаметр вала под сальниковое войлочное кольцо (сальник):

d_сал = d_кон2 +5 мм – для цилиндрической законцовки.

d_сал=60+5=65 мм.

d_nод2 – диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника (d):

d_nод2 = d_сал =65 мм.

По диаметру d_n2 (d) производим выбор шарикоподшипника легкой или средней серии:

- радиально-упорного с α=26° по ГОСТ 831-75 – для косозубой зубчатой передачи.

При выборе серии руководствуемся рекомендацией:

=78 об/мин - частота вращения выходного вала ()

Выбираем подшипник легкой серии с α=26°.

Принимаем подшипник легкой серии: "Подшипник 46213 ГОСТ 831-75"

Для выбранного подшипника выписываем следующие параметры:

d= 65 мм

D= 120 мм

B= 23 мм

r=1,5 мм

D_ш=16,669 мм

C_r=69,4 кН

=45,9 кН

По конструктивной схеме №1 на валу устанавливается зубчатое колесо, вращающий момент от которого передаётся валу с помощью шпоночного соединения.

У стандартных шпонок размеры сечения в и h зависят от диаметра вала и подобраны так, что нагрузку соединения ограничивают напряжения сжатия, возникающие на боковых гранях шпонки.

d_к- диаметр вала под зубчатое колесо:

d_к =d_nод2+(6…10) мм

d_к =65+10=75 мм

По диаметру d_к производим выбор призматической шпонки и выписываем следующие параметры:

в=20 мм

h=1,2 мм

t₁=7,5 мм

t₂=4,9 мм

r=0,2 мм

Определяем длину шпонки, используя соотношении:

l_ш(l)= l_ст – 10 мм

Полученное значение округляем в большую сторону до ближайшей стандартной величины.

l_ш(l)=83,5 – 10 =73,5 мм

l_ст = 83,5

l_ст = 60…112,5 мм

Принимаем: l = 80 мм

"Шпонка ГОСТ 23360-78"

Проверяем шпонку по напряжению сжатия, для чего определяют рабочую длину шпонки, мм:

l_p =l_ш-b=80 - 20=60 мм

Находим действующее напряжение смятия, МПа:

=100 МПа,

где Т₂ – вращающий момент на валу зубчатого колеса, Н·м

МПа ≤ 100 МПа

При выполнении указанного соотношения необходимо увеличить d_к на (5…8) мм, произвести заново выбор шпонки и проверку её на смятие, добиваясь выполнения соотношения.

Диаметр d_ст назначают в зависимости от ступицы:

для стали d_ст = (1,5…1,55)· d_к = 112,5…116,25 мм

Принимаем: d_ст = 115 мм

Ширину S торцов зубчатого венца принимают:

S = 2,2·т+0,05·в₂ = 2,2·2+0,05·71 = 4,4+3,55 = 7,95

где т – модуль зацепления, мм.

Толщина диска: С≈0,5(S+ S_ст)≥0,25·в₂

С≈0,5(7,95+20)=13,975<17,75

где S_ст=0,5(d_ст - d_к)=0,5(115 – 75)=20

Допускается С=(0,35…0,4)·в₂=24,5…28,4

С≈0,5(7,95+20)=13,975<17,75

Принимаем: С=25 мм

На торцах зубчатого венца выполняют фаски f=(0,5…0,6)·т, округляя их до стандартного значения.

F=1…1,2

Окончательно принимаем: С=25 мм

На косозубых колесах при твердости рабочих поверхностей менее 350 НВ – под углом α_ср=45°, а при большей твердости - α_ср=15…20°.

d_бур2 – диаметр буртика на валу для упора зубчатого колеса.

d_бур2= d_к+(6…10мм)=75+9=84 мм

l_бур2 – длина буртика: l_бур2=А₂=12,5 мм

Посадки, применяемые кольца подшипника на вал - 65 К6 (для d_под2=65 мм);

- посадка наружного кольца подшипника в отверстие корпуса - 120 Н7 (для Д=120 мм);

- посадка зубчатого колеса на вал – 20 (для в=20 мм);

- посадка шпонки в паз ступицы зубчатого колеса – 20 ;

- посадка кольца на вал - 75

 

4.4 Крышка подшипниковых узлов.

Крышка торцовая с отверстием для манжетного уплотнения предназначена для герметизации законцовки входного вала редуктора. Крышка подбирается по наружному диаметру Д подшипника входного вала. Для нее выписывают следующие данные с учетом d_ман:

1- крышка торцовая с отверстием для манжетного уплотнения.

=85

=100

=120

=72

=46

=65

С = 1.0

h=6

H=18

=11,0

n=6

d()=9(М8)

B=15

=13

Крышка торцовая глухая предназначена для герметизации подшипникового узла входного вала, не имеющего выхода из корпуса редуктора. Крышка подбирается по наружному диаметру Д подшипника входного вала, и для неё выписываются следующие данные:

2 - крышка торцовая глухая.

=85

=100

=120

=72

h=6

(для типа 2)=18

n=6

d()=9(М8)

=16

с=1,0

Крышка торцовая с канавкой для уплотнительного кольца (сальника) предназначена для герметизации законцовки выходного вала редуктора. Крышка подбирается по наружному диаметру Д подшипника выходного вала. Для нее выписываются следующие данные с учетом d_сал=65 мм:

3 – крышка торцовая с канавкой для уплатнительного кольца.

=120

=140

=165

=105

=66,5

=82

H=23

h=8

d ()=11(М10)

=12

=20,5

В=11

a =6

n=6

с=1,6

Крышка позиции 4 по конструктивной схеме №1 и №3 аналогична позиции 2, не подбирается по наружному диаметру Д подшипника выходного вала. Для нее выписываются следующие данные:

4 – крышка торцовая глухая.

=120

=140

=165

=105

=16

(для типа 2)=23

h=8

d(d₄)=11(М10)

с=1,6

n=6