Расчет технического уровня редуктора.

 

Технический уровень целесообразно оценивать количественным параметром, отражающим соотношение затраченных средств и полученного результата.

"Результатом" для редуктора является его нагрузочная способ­ность, в качестве характеристики которой принимается враща­ющий момент Т₂, Нм.

 

Рис. 13.1. График для определения коэффициента заполнения конического одноступенчатого редуктора.

 

Объективной мерой затраченных средств является масса редуктора m, кг, в которой практически интегрирован весь процесс его проек­тирования. Поэтому за критерий технического уровня можно при­нять относительную массу γ = m/T₂ т. е. отношение массы редук­тора (кг) к вращающему моменту на его тихоходном валу (Нм). Этот критерий характеризует расход материалов на передачу мо­мента и легок для сравнения.

Определение массы редуктора

 

кг

где φ = 0,42 – коэффициент заполнения, определяемый по графику в зависимости от R_e;

ρ = 7,4´10³ кг/м³ — плотность чугуна;

 

13.2. Определение критерия технического уровня редуктора:

 

γ = m / T₂ = 0,65

Рекомендации по уменьшению критериев технического уровня редуктора: для повышения технического уровня редуктора необходимо уменьшить толщину стенок редуктора и повысить твёрдость зубчатого колеса и шестерни.

Разработка рабочих чертежей деталей редуктора

Тихоходный вал.

а) Обозначаются базы под изображением вала: база Е — поверх­ность пятой ступени вала; база Ж — поверхность второй ступе­ни.

б) Наносятся комбинированным способом осевые размеры под изоб­ражением вала: сопряженный (14 мм) – длина шпоночного паза; габарит­ный (236 мм) — длина вала; посадочные (22, 47, 49 мм); координирующий положение шпоночного паза (6 мм). Размеры 27, 49, 91 мм отвечают последовательным этапам токарной обработки вала.

в) Проставляются диаметральные размеры ступеней вала: 1 -я сту­пень — Ø40 мм; 2-я ступень — Ø28 мм; 3-я ступень — Ø30 мм; 4-я ступень — Ø30 мм; 5-я ступень — Ø25 мм.

г) На сопрягаемые диаметральные и линейные размеры задаются поля допусков:

Ø 28к6 для посадочных мест вала (2-я и 5-я ступени) под уста­новку подшипников качения;

Ø 40n6 для посадочного места вала (1 -я ступень) под установку шкива открытой передачи;

Ø 28d9 для посадочного места вала (2-я ступень) под манжетное уплотнение;

Ø 28a11 для монтажного размера (2-я ступень) под дистанционную втулку;

Ø 30n6 для посадочного места вала (3-я ступень) под установку зубчатого колеса;

6Р9 для ширины шпоночного паза на 1-й ступени — на размер 350 мм (d— t₁, где t₁= 3,5 мм — глубина шпоночного паза на 1-й ступени) назначается нижнее отклонение - 0,1 мм, так как сечении шпонки 6х6 мм;

на глубину шпоночного паза t₁ = 3,5 мм (1-я ступень) назначается верхнее отклонение + 0,1 мм, так как сечение шпонки 6х6 мм;

14H15 на длину шпоночного паза первой ступени;

22h12 и 91h12 для линейных размеров, определяющих положе­ние опор, фиксирующих осевое положение вала;

д) Наносятся и назначаются условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей:

допуск цилиндричности на Ø 40k6 и Ø 35n6 — 4 мкм; на Ø 36n6 — 5 мкм;

допуск соосности относительно оси поверхностей Е и Ж на Ø 40k6 — 10 мкм; на диаметре Ø 36n6 — 20 мкм;

допуск перпендикулярности торца вала на Ø 40 мм относительно оси поверхностей Е и Ж — 20 мкм.

е) Проставляются на чертеже вала условные обозначения шерохо­ватости поверхностей и назначаются параметры шероховатости. Обозначения параметров шерохо­ватости проставляется на верхних частях изображения вала, а на торцевых поверхностях — под изображением вала:

на Ø 40k6 и Ø 35n6 под установку подшипников и элемента открытой передачи — 0,8 мкм;

на Ø 36n6 под установку зубчатого колеса — 0,8 мкм;

на Ø 40d9 под установку резиновой манжеты — 0,4 мкм;

на торцы вала для базирования подшипников, зуб­чатого колеса — 1,6 мкм;

на остальные поверхности вала — 6,3 мкм (указано в правом верхнем углу чертежа).

ж) Участок второй ступени вала длиной 30 мм подвергнуть терми­ческой обработке на глубину h = 0,8...1,0 мм до твердости 40...50 HRC и отполировать. Обозначение термической обработки — утолщен­ная штрихпунктирная линия.

Зубчатое колесо.

а) Обозначается база А — внутрен­няя посадочная поверхность ступицы колеса.

б) Наносятся осевые размеры под изображением колеса коорди­натным способом. Проставляются диаметральные размеры колес.

в) На сопрягаемые линейные и диаметральные размеры задать поля допусков (Ø 36H7 для посадочного места колеса). На размер шлицевого паза d + t₂ назначается верхнее отклонение +0,1 мм, так как сечение шлица <6х6 мм.

г) Наносятся условные обозначения допусков формы и расположения поверхностей:

допуск цилиндричности на Ø 36H7 — 8 мкм;

допуск перпендикулярности торца колеса на Ø 58 мм относительно оси поверхности А — 30 мкм.

д) Проставляются условные обозначения шеро­ховатости поверхностей и назначаются параметры шероховатости. Обозначения параметров шерохо­ватости проставляется на верхних частях изображения колеса, а на торцевых поверхностях — под изображением колеса:

посадочная поверхность отверстия ступицы Ø 36H7 – 0,8 мкм;

торец ступицы колеса – 1,6 мкм;

поверхность шлицевого паза: рабочая / нерабочая – 1,6 / 3,2 мкм;

профиль зуба зубчатого венца – 1,6 мкм;

на осталь­ные поверхности назначается шеро­ховатость — 6,3 мкм (указывается в правом верхнем углу чертежа).

е) Составляются технические требования в следующем порядке:

требования к материалу зубчатых колес: 269...302 НВ;

радиусы скруглений — 2 мм max;

неуказанные предельные отклонения размеров: отверстий +t₂, валов — t₂, остальных ±t₂/2.

ж) Составляется таблица параметров зубчатого венца.

 

Заключение

 

В результате разработки сборочного чертежа редуктора были внесены следующие изменения:

1 Подшипники заменены на более нагруженные;

2 Изменения внесены в корпус редуктора с целью уменьшения его массы;

3 Упругая втулочно-пальцевая муфта заменена упругой муфтой с торообразной оболочкой

 

Основные параметры привода:

- Рабочий ресурс привода L_h = 70000 ч;

- Серия асинхронного двигателя 4АМ71В4У3 с номинальной мощностью P_ном = 0,55 кВт;

- Передаточное отношение: привода - u_общ = 18,3; закрытой передачи – u_зп = 6,3; открытой передачи - u_оп = 2,91;

- Средний окружной модуль m_nm = 3 мм;

- Вращающий момент на тихоходном валу T₂ = 22,4 Нм;

- Марка материалов зубчатого колеса и шестерни – сталь 40Х;

- Допускаемое контактное напряжение [σ]_Hрас = 514,3 Н/мм².

Список используемой литературы

 

1. Курсовое проектирование деталей машин: Учебное пособие / Шейнблит А.Е. – Калининград 1999 г. – 454 с.
2. Конструирование узлов и деталей машин: Учебное пособие / Дунаев П.Ф., Леликов О.П. – Москва 2003 г. – 496 с.
3. Упрощенные расчеты на прочность зубчатых передач. Ч. 2. Примеры расчетов конических передач: Учебное пособие / Р.Д. Сухих, А.П. Цупиков, О.Н. Лущик – СПб: ПГУПС, 2004 г. – 32 с.
4. Курсовое проектирование деталей машин: Методические указания к курсовой работе / доцент В.А. Шаханов - Кафедра «Теория механизмов и РТС» ПГУПС 2004г.