Определение конструктивных размеров деталей передач,

Корпуса и крышки редуктора

Конструктивные размеры деталей передач (зубчатых колес, шкивов и т. п.), корпуса и крышки редуктора определяются по эмпирическим зависимостям [4, 5 или 4, 6].

 

2 .10. Эскизная компоновка основного вида редуктора

Пример эскизной компоновки основного вида редуктора представлен на рис. 3.

Как видно из рис. 4, эскизная компоновка основного вида редуктора представляет собой чертеж с разрезом по осям валов при снятой крышке редуктора, выполненный с небольшими упрощениями в масштабе 1:1. Для червячных редукторов выполняются две проекции: разрез по оси червяка и разрез по оси вала червячного колеса.

Цель эскизной компоновки заключается в проработке конструкции подшипниковых узлов и в определении расстояний между подшипниками и деталями передач для возможности проведения проверочных расчетов подшипников и валов.

 

Рис. 4. Эскизная компоновка основного вида редуктора

 

Расчет шпоночных, шлицевых соединений и соединений с гарантированным натягом

Шпоночные и шлицевые соединения и соединения с гарантированным натягом рассчитываются на прочность по деформации смятия рабочих поверхностей при действии пикового момента М_п (рис. 2).

Результаты расчета желательно сводить в таблицу.

 

Проверочный расчет подшипников

Проверочный расчет подшипников включает:

1) Расчет динамической грузоподъемности (расчет контактной выносливости рабочих поверхностей колец и тел качения) при действии моментов М_х и М₂ (рис. 2). Желательной формой расчета является расчет долговечности;

2) Расчет статической грузоподъемности (расчет контактной прочности рабочих поверхностей колец и тел качения) при действии пикового момента М_п (рис. 2).

Расчет каждого вала и его подшипников иллюстрируется рисунком (пример приведен на рис. 5), на котором изображается эскиз узла данного вала, расчетная схема вала с действующими усилиями и эпюры крутящих и изгибающих моментов. На эскизе узла изображаются все элементы вала. На свободном поле рисунка приводятся значения усилий при действии крутящего момента М\ (рис. 2). Числовые значения крутящих и изгибающих моментов в характерных точках эпюр указываются при действии также крутящего момента М ₁(рис. 2) графика нагрузки. Величины действующих усилий, реакций опор, а также ординаты эпюр крутящих и изгибающих моментов при действии моментов М_п и M ₂определяются по соотношению между этими моментами и моментом M ₁, приводимому.в задании на проектирование. Эпюры крутящих и изгибающих моментов (рис. 5) используются при проверочном.расчете валов.  :

Проверочный расчет валов

Проверочный расчет каждого вала включает расчет по запасу прочности S на сопротивление усталости.

Прочность на сопротивление усталости выполняется, если S ≥ [ S ]. Минимально допустимое значение общего коэффициента запаса прочности принимают в диапазоне: [ S ] = 1,5–2,5.

Общий коэффициент запаса прочности S определяется:

                                                                    (1.72)

где S _σ и S _τ – коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:

                            ,           (1.73)

где σ _а и τ _а – амплитуды напряжений, МПа;

σ _m и τ _m – средние напряжения, МПа;

ψ_{τ D} – коэффициент чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения вала.

σ_{-1 D} и τ_{-1 D} – пределы выносливости вала в рассматриваемом сечении, МПа:

                                                   (1.74)

где σ_-1 и τ_-1 – пределы выносливости гладких образцов при симметричных циклах изгиба и кручения, МПа;

К_{σ D} и К_{τ D} – коэффициенты снижения предела выносливости.

Напряжения в опасных сечениях вала вычисляют по формулам:

                     ,     (1.75)

где  – результирующий изгибающий момент, Н·м;

 – крутящий момент, Н·м;

W и W _к – моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм³.

При расчете выносливости намечается 2—3 потенциально опасных сечения (на рис. 5 — сечения а — а и б—б), для которых и производится определение запаса выносливости (21).

Действительно опасным сечением будет сечение с минимальным коэффициентом запаса.

Потенциально опасные сечения намечаются в зависимости от величины крутящего и изгибающего моментов в данном сечении, размера сечения и величины концентрации напряжений. При расчете учитывается действие моментов M ₁и М ₂графика нагрузки (рис. 2).

При расчете коэффициента запаса прочности выбирают опасное сечение в зависимости от величины изгибающего напряжения в данном сечении.

Вал червяка дополнительно рассчитывается на жесткость.

Тепловой расчет редуктора

Тепловой расчет [4] производится в курсовом проекте только для червячного редуктора.

При получении неудовлетворительного результата последовательно вводятся следующие конструктивные изменения:

1) оребрение корпуса и крышки редуктора для увеличения площади охлаждающей (наружной) поверхности;

2) установка вентилятора на свободном конце вала червяка;

3) увеличение габаритов редуктора.

Рис. 5. Расчетная схема вала