СОДЕРЖАНИЕ
Техническое задание

Введение

1. Выбор электродвигателя, кинематический и силовой расчет привода

2. Расчет зубчатой передачи редуктора

3. Расчет цепной передачи

4. Проектировочный расчет валов редуктора

5. Конструктивные размеры зубчатой пары редуктора

6. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора

7. Первый этап компоновки редуктора

8. Подбор подшипников для валов редуктора

9. Второй этап эскизной компоновки редуктора

10. Подбор муфты

11. Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночных соединений

12. Проверочный расчет на сопротивление усталости вала редуктора

13. Выбор посадок основных деталей редуктора

14. Смазка зацепления и подшипников редуктора

15. Сборка редуктора

Список используемых источников




ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Рассчитать и спроектировать одноступенчатый цилиндрический косозубый редуктор для привода к шнеку−смесителю




1−электродвигатель; 2− муфта; 3−редуктор цилиндрический косозубый; 4−цепная передача; 5−загрузочный бункер; 6−шнек; I- вал двигателя; II- ведущий вал редуктора; III- ведомый вал редуктора; IV− вал рабочей машины.

Рисунок 1 - Схема привода
Исходные данные:

Тяговая сила шнека F=2,2 кН;

Наружный диаметр шнека D=550 мм;

Скорость перемещения смеси v=1,0 м/с;

Угол наклона передачи Q=60є

Редуктор предназначен для длительной эксплуатации и мелкосерийного производства с нереверсивной передачей;

Нагрузка с лёгкими толчками;

Срок службы привода L= 6 лет


ВВЕДЕНИЕ
Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей народного хозяйства, т.к. основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому и технический уровень всех отраслей народного хозяйства в значительной мере определяется уровнем развития машиностроения.

Для повышения эксплуатационных и качественных показателей продукции необходимо совершенствование и развитие конструкций современных машин.

Редуктор – это механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, заключённых в отдельный закрытый корпус. Служит для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.

Назначение редуктора – понижение угловой скорости и соответственно повышения вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим.

Редуктор состоит из корпуса, в котором помещаются элементы передачи – зубчатые колёса, валы, подшипники и т.д.

Редуктор проектируют либо для привода определённой машины, либо по заданной нагрузке и передаточному числу без указания конкретного назначения.

Проектируемый редуктор – цилиндрический, косозубый одноступенчатый с вертикальным расположением валов редуктора в пространстве. Двигатель соединен с редуктором при помощи муфты. Для соединения выходного вала редуктора с рабочим шнека-смесителя предусмотрена цепная передача.




1. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ, КИНЕМАТИЧЕСКИЙ И СИЛОВОЙ РАСЧЁТЫ ПРИВОДА
Определяем общий КПД привода
ŋ _{общ. =} ŋ_{ц .п∙}η_м∙ ŋ_цеп..п. ŋ²_п.к.
Согласно таблице 1 /2/

ŋ_цеп.п.= 0,92 – КПД цепной передачи

ŋ_ц.п. = 0,97 – КПД цилиндрической передачи

ŋ_пк = 0,99 – КПД пары подшипников

η_{м. .}= 0,98_{_}^__ КПД муфты

ŋ = 0,93∙ 0,97∙ 0,99²∙0,98 = 0,857

Определяем требуемую мощность на валу шнека−смесителя

Р_тр. =F,v=2.2·1,0=2,2 кВт

Определяем частоту вращения вала шнека−смесителя
n_ном ===34,74 об/мин
Определяем требуемую мощность двигателя
Р_тр. =
Выбираем двигатель 4АМ112МВ8У3 мощность 3,0 кВт, синхронной частотой вращения 750 об/мин

n_ном = 700 об/мин d_дв = 32 мм.

Общее передаточное число




u_общ =
Выбираем для редуктора стандартное передаточное число u = 5, тогда для цепной передачи
u_цеп=
Определяем частоты вращения и угловые скорости всех валов привода
n_дв=n_ном= 700 мин^-1



n_дв=n_ном= 700 мин^-1




Определяем мощность на всех валах привода.

Ведущем валу редуктора:
Р₁= Р_тр. ∙η_п. ∙η_м = 2,567∙0,98∙0,99 = 2,491 кВт
Ведомом валу редуктора:
Р₂= Р₁ ∙ ŋ_ц.п ∙η_{п к..} = 2,491 ∙ 0,97 ∙0,99 = 2,392 кВт


Выходном валу привода:
Р₃= Р₂∙ η_цеп.п. = 2,392∙ 0,92 = 2,2 кВт
Определяем крутящие моменты на валах:

Результаты расчёта предоставляем в виде таблицы.
Таблица 1.1 - Силовые и кинематические параметры привода.

Параметр	Вал
	двигателя	ведущий (быстроходный) редуктора	ведомый (тихоходный) редуктора	рабочей машины
Мощность Р, кВт	2,567	2,491	2,392	2,2
Частота вращения n, об/мин	700	700	140	34,74
Угловая скорость w, 1/с	73,27	73,27	14,65	3,64
Вращающий момент Т, Нм	35	34	163,3	604,4

Определим ресурс привода.

Принимаем двухсменный режим работы привода тогда

L_h=365·L_г·t_c·L_c=365·6·2·8=35040 ч.

Принимаем время простоя машинного агрегата 15% ресурса.

Тогда

L΄_h= L_h·0,85=35040·0,85=29784 ч.

Рабочий ресурс привода принимаем L_h=30·10³ ч.

2. РАСЧЁТ ЗУБЧАТОЙ ПЕРЕДАЧИ РЕДУКТОРА

Выбор материала и назначение термической обработки

Выбираем марку стали – 40Х для шестерни и колеса, термообработка с улучшением.

Для шестерни:

НВ₁=269…302 = 285,5;

Для колеса:

НВ₂= 235…262 = 248,5;

По таблице 3.2 (2)

Определение допускаемых контактных напряжений и напряжений изгиба

Определяем допускаемое контактное напряжение



Где −К_нl=1-коэффициент безопасности при длительной работе;

−[σ_н0]-допускаемое контактное напряжение материала колеса, соответствующее пределу контактной выносливости базового числа циклов напряжений зубьев N_H0.

Расчетное допускаемое напряжение
[σ_H]=0,45∙([σ_H1]+[σ_H2])=0,45(580,9+514,3)=493 МПа
Определяем допустимые напряжения изгиба для материала шестерни и колеса раздельно

Шестерня:



Где


₂=1,03∙НВ_2ср=1,03∙248,5=256МПа

₁=1∙294=294МПа

₂=
Где−К _FL= 1- коэффициент безопасности при длительной эксплуатации.

− [σ_F0]-допускаемое напряжение изгиба при базовом числе циклов напряжений N_F0.

Определение параметров передачи и геометрических размеров колес

Принимаем расчетные коэффициенты:

- коэффициенты ширины венца колеса относительно межосевого расстояния (с.355 [3]) Ψ_а=b₂ /a_ω=0,4;

- коэффициенты ширины венца колеса относительно делительного диаметра шестерни Ψ_d=b₂ /d₁=0,3 ·Ψ_аω(u₁+1)=0,3· 0,4(4+1)=0,6 - коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контакта зубьев для прирабатывающихся цилиндрических зубчатых колес и постоянном режиме нагрузки К_Нβ=1.

Определяем межосевое расстояние передачи:

принимаем по ГОСТ 2144-76 a_ω=112 мм.

Определяем предварительные размеры колеса:

делительный диаметр
;
ширина венца

b₂= Ψ_аּ a_ω=0,4ּ112=45 мм.

Определяем нормальный модуль зубьев:

принимаем по ГОСТ9536-60 m_n=1,5 мм.

Принимаем предварительно угол наклона зубьев β=10є

Определяем число зубьев шестерни



Принимаем z₁=24

Число зубьев колес:

z₂₌z_1*u=24∙5=120

Фактический угол наклона зубьев:
β=arcos[(z₁+z₂)∙m_n/(2a_w)]=arcos[(24+120)∙1,1/(2∙112)]=15^o20’
Определяем основные геометрические размеры передачи:

диаметры делительных окружностей
d₁=mּ_n z₁/cosβ= 1,5∙24/0,96428 =37,33 мм

d₂=m _nz₂//cosβ=1,5∙120/0,96428 = 186,67 мм
проверяем межосевое расстояние
;
диаметры окружностей вершин зубьев
d_а1= d₁ +2ּm_n =37,33+2ּ1,5=40,33 мм,

d_а2= d₂ +2ּm_n =186,67+2·1,5=189,67 мм;
диаметры окружностей впадин зубьев
d_f1= d₁ -2,4ּm = 37,33−2,4ּ1,5= 33,73 мм,

d_f2= d₂ -2,4ּm = 186,67−2,4ּ1,5=183,07 мм;
ширина венцов


b₂= Ψ_аּ a_ω=0,4∙112=44,8 мм
принимаем b₂= 45 мм
b₁= b₂+2…5=45+2…5 = 47…50 мм.
принимаем b₁= 50 мм

Силы в зацеплении передачи

Определяем окружную силу в зацеплении:
.
Определяем радиальную силу в зацеплении:
F_r1=F_t1ּtgα_ω /cosβ= 1750∙tg20/0,96428 =660 H
Определяем осевую силу в зацеплении:
F_а1=F_t1ּtgβ=1750•0,2746=481 Н
Проверка зубьев колес по контактным напряжениям и напряжениям изгиба

Определяем кружную скорость колес:
,
Принимаем 8^ю степень точности передачи (табл.4.2 [2])

Уточняем коэффициенты:

-коэффициенты ширины венца колеса Ψ_d=b₂/d₁=45/37,33=1,205

- коэффициент неравномерности распределения нагрузки по длине контакта зубьев (табл. 9.1. и табл. 9.2. [3]) К_{Н β}=1,06 и К_Fβ=1,2

- коэффициент динамической нагрузки (с.89 и 90[3])

К_{Н v}=1,03 и K_FV = 1.08

- коэффициент распределения нагрузки между зубьями Кн_ά =1,05

K_Fα=0,91

Определяем фактическое контактное напряжение рабочих поверхностей зубьев:
<

<[σ_н]= 493МПа
Недогрузка составляет [(493−477,4)/493]∙100%=8,7%

Что менее допустимой в 15%.

Определяем эквивалентное число зубьев шестерни и колеса:

Z₁/cosβ³ = 24/0,96428³=27

Z₂/cosβ³ = 120/0,96428³=134

выбираем по табл. 4.4. [2] коэффициенты формы зуба Y_F1=3,85 и Y_F2=3,60

Проверяем прочность зубьев шестерни и колеса на изгиб:



Прочность зубьев обеспечивается.

Результаты расчета сводим в таблицу 2.


Таблица 2 - Параметры зубчатой цилиндрической передачи.

Проектный расчёт
Параметр		Значение	Параметр	значение
Межосевое расстояние aω		112 мм.	угол наклона зубьев: β	15o20’
Модуль зацепления m		1,5мм	Диаметр делительной окружности Шестерни d1 Колеса d2	37,33 мм 186,67 мм
Ширина зубчатого венца Шестерни b1 Колеса b2		50 45
Число зубьев Шестерни z1 Колеса z2		24 120	Диаметр окружности вершин зубьев Шестерни da1 Колеса da2	40,37 мм 189,67 мм
Вид зубьев		косозубая	Диаметр окружности впадин зубьев Шестерни df1 Колеса df2	33,73 мм 183,07 мм
Проверочный расчёт
Параметры		Допускаемые значения	Расчетные значения	примечания
Контактное напряжение σH МПа		493	450,1	Недогрузка 8,7%
напряжение изгиба МПа	σF1	294	110,1	Недогрузка
	σF2	256	123,8	Недогрузка

Ведомый вал

Силу от цепной передачи раскладываем на составляющие:
F_{цеп Г} =F_цеп·cos 60є=1995•0,5=998 H

F_{цеп В} =F_цеп·sin 60є=1995•0,866=1728 H
Принимаем l_ц=50 мм.

Вычерчиваем расчетную схему нагружения вала (рис. 7.2,) Опору, воспринимающую внешнюю осевую силу обозначаем символом 4.

Определяем опорные реакции от силы F_t и F_{цеп Г} в горизонтальной плоскости:
∑ М₄=0; R_Г32 l₂+F_t ·l₂−F_{цеп Г})2·l₂ + l_ц) = 0,

∑ М₃ =0; R_Г42l₂ −F_t l₂−F_{цеп Г} l_ц= 0,






Проверка
∑X= F_t +R_Г3−R_Г4−F_{цеп Г} =1750+577−1329−998=0
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси У в характерных сечениях:
М_УД= М_У4=0; М_УС= −R _Г4• l₂ = −1329•ּ0,055=−73,1 Нּм

M_y6=−F_{цеп В} l_ц =−998•0,05=−49,9 Н•м
Определяем опорные реакции в вертикальной плоскости от сил F_{цеп Г}, F_rТ и F_аТ.
∑ М₃=0 ; R_4В•2 l₂ −F_r l₂−F_{цеп В} l_ц −F_а•d₂/2 –= 0,

∑ М₄ =0 ; R_3В•2 l₂ +F_r l₂− F_{цеп В}) 2 l₂ + l_ц) −F_а•d₂/2 = 0,




Проверка
∑Y= R_4В−R_3В+ F_{цеп В} – F_r=1523−2591+1728−660=0
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сечениях:




М_ХД= М_Х4= 0; М^л_ХС= R_4Вּ l₂ =1523•0,055= 83,76 Нּм

М^п_ХК= R_4Вּ l₂ - F_а•d₄/2 =1523•0,055−481•0,18667/2= 38,87 Нּм

M_X6 = F_{цеп Г} ּl_ц =1728·0,05=86,4 Н•м
Строим эпюру крутящих моментов: М_к=Т₂=163,3 Нּм.

Определяем суммарные радиальные опорные реакции:
 Н,

 Н.
Для принятого подшипника 209 С_r=33,2 кН и С₀=18,6 кН

Определяем отношение R_а/С_о=481/18600=0,026 (коэффициент осевого нагружения е=0,22 по табл.9.2 /2/). Так как отношение R_а/R_r4= =481/2021=0,24>е=0,22, то принимаем коэффициент радиальной нагрузки Х=0,56 и коэффициент осевой нагрузки Y=2,02.

Принимаем коэффициенты:
V=1; К _δ =1,2; К _τ =1.

R_e3=R_r3ּVּХּ К _δ ּК _τ = 2655ּ1ּ1,2 ּ1=3186 H,

R_e4=(R_r4ּVּХ+ Y ∙ F_а)·К _δ ּК _τ =(2021·1∙0,56+2,02·481)∙1,2 ּ1=2524 H
Определяем расчетную долговечность наиболее нагруженного подшипника 3:
30ּ10³ ч,

ч.


Долговечность подшипников соблюдается.
9. ВТОРОЙ ЭТАП ЭСКИЗНОЙ КОМПОНОВКИ
Второй этап компоновки имеет целью конструктивно оформить зубчатые колёса, валы, 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, удалённые от середины редуктора на расстояние l₁. используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения;

б) вычерчиваем накладные крышки подшипников с регулировочными прокладками.

в) Переход вала от диаметра d=35 мм к присоединенному концу d=32 мм выполняем на расстоянии 3.. 5 мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица полумуфты не касалась их.

Длина присоединительного конца вала d=32 мм определяется длиной ступицы полумуфты.

Аналогично конструируем узел ведомого вала:

а) для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем уплотнение вала с одной стороны и устанавливаем распорную втулку, с другой стороны, место переход вала от d=45 мм к d=50 мм смещаем внутрь ступицы колеса на 2-3мм с тем, чтобы гарантировать прижатие втулки к торцу ступицы а не к заплечнику вала;

б) отложив от середины редуктора расстояние l₂, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники;

в) вычерчиваем врезные крышки подшипников с регулировочными кольцами.

На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скруглёнными торцами по ГОСТ 23360 – 78. Вычерчиваем шпонки, принимая длины на 5-10 мм меньше длины ступиц.
10. ПОДБОР МУФТЫ

Для соединения входного вала редуктора с валом электродвигателя выбираем муфту упругую со звёздочкой . Муфта состоит из двух полумуфт специальной формы между которыми устанавливается резиновая звездочка.

Материал полумуфт – чугун – СЧ 20 , звездочки – специальная резина.

Вследствие небольшой толщины резиновой звездочки муфта обладает малой податливостью, компенсирующая незначительные смещения валов.

Радиальное и угловое смещение валов снижают долговечность резиновой звездочки, нагружая валы дополнительной изгибающей силой.

Муфту подбираем по ГОСТ 14084 – 76 (1), табл. 11.5 по диаметру вала в месте посадки d_дв=32 мм и d_в1=32 мм Принимаем муфту с максимально передаваемым моментом [T]=125 H∙м

Проверяем выбранную муфту по расчётному моменту:

Где Т – номинальный момент на валу

К – коэффициент перегрузки, зависящий от типа машины и режима её работы; К=1,5

Принимаем исполнение полумуфт на короткие цилиндрические концы валов: Длина полумуфт l=58 мм

Обозначение муфты

Муфта упругая со звёздочкой 125−32−2−У3 ГОСТ 14084-76


11. ПОДБОР ШПОНОК И ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Выбираем шпонки для соединения выходного конца ведущего вала со шкивом, для соединения ведомого вала с зубчатым колесом. Ступица шкива ременной передачи – чугунная. Выбираем шпонки призматические со скруглёнными торцами. Размеры сечений шпонок, пазов и длины и длины шпонок – по ГОСТ 23360-78 (1), табл. 8.9

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие прочности по формуле:

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице =100-120МПа, при чугунной - =50-70 МПа

Ведущий вал

Момент на ведущем валу редуктора Т₂=34 Н∙м

d_В1=32 мм

bхh=10х8 мм

t₁=5,0 мм

длина шпонкиl=50 мм (при длине ступицы полумуфты l_ст=58 мм)

Материал полумуфты чугун СЧ20.

Ведомый вал

Момент на ведомом валу редуктора Т₂=163,3 Нм.

Проверяем шпонку под зубчатым колесом:

d_к2=50 мм.

bхh=14х9 мм.

t₁=5,5 мм.

Длина шпонки l=50 мм (при длине ступицы колеса l_ст=60 мм).



Материал колеса Сталь 40Х.

Проверяем шпонку под полумуфтой

d_В2=40 мм

bхh=12х8 мм

t₁=5,0 мм

l=50 мм (принимаем длину ступицы звездочки 60 мм)



Материал звездочки – легированная сталь.

Прочность шпоночных соединений соблюдается.
12. ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ УСТАЛОСТИ ВАЛОВ РЕДУКТОРА
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения по отнулевому (пульсирующему).

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнения их с допускаемыми значениями [Ѕ].

Ведущий вал

Материал вала сталь 40Х. твёрдость не менее 280 НВ. Пределы выносливости по табл. 3.16[3] σ_В=900 МПа.

σ_-1=410 МПа,τ_-1=240 Мпа.

Проверяем сечение под подшипником ‹ 2 ›.

По построенным эпюрам определяем суммарный изгибающий момент

М₁ =30,2 Нּм;

Крутящий момент в сечении вала Т₁=34 Нм.

Осевой момент сопротивления сечения :

Полярный момент

Амплитуда нормальных напряжений, изменяющаяся по симметричному циклу:

Амплитуда касательных напряжений, изменяющаяся по нулевому циклу:

концентрация обусловлена посадкой внутреннего кольца подшипника на валу с натягом. При этом
;
находим отношение К_σ/К_d и К_τ/К_d для вала в местах напресовки деталей по табл. 11.2 (2), при d_п2=35 мм и σ_В=900МПа путём линейной интерполяции
К_σ/К_d =3,85 К_τ/К_d=2,65
Коэффициент влияния шероховатости поверхности по табл. 11.4 (2) К_f=1,5

Тогда

К_σД=3,85+1,5-1=4,35

К_τД=2,65+1,5-1=3,15

Определяем коэффициент запаса прочности (сопротивления усталости) по нормальным и касательным напряжением:
S_σ=σ_-1/ К_σД•σ_а=410/4,35•7,1=13,3

S_τ =τ_-1/ К_τД•τ_а=240/3,15•2,0=38,1
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения вала под колесом:
S=S_σ•S_τ/
Прочность обеспечивается.

Значительное превышение обусловлено тем, что диаметр вала был значительно увеличен.

Сечение под шестерней:

По построенным эпюрам определяем суммарный изгибающий момент;

Осевой момент сопротивления сечения с учётом зубьев шестерни:

d_а=40,33 мм d_f=33,73 мм;
5076 мм³




Полярный момент

Амплитуда нормальных напряжений, изменяющаяся по симметричному циклу:

Амплитуда касательных напряжений, изменяющаяся по нулевому циклу:

Концентрация напряжений обусловлена наличием зубьев шестерни.

Коэффициент снижения пределов выносливости определяем по формулам:
;
Для эвольвентных зубьев находим значение эффективных коэффициентов концентрации по табл. 11.2 (2).

Для стали при σ_В= 900 МПа по табл. 11.2 (2) находим: К_σ=1,7; К_τ=1,55

Коэффициент влияния шероховатости поверхности по табл. 11.4 (2) К_f=1,5

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения по табл. 11.3 (2) при d₃=37,33 мм для легированной стали: К_dσ=0,86 и К_τd=0,74

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения по табл. 11.5 (2); К_у=1,65

Тогда К_σ=(1,7/0,86+1,5−1)/1,65=1,5

К_τ=(1,55/0,74+1,5−1)/1,65=1,57

Определяем коэффициент запаса прочности (сопротивления усталости) по нормальным и касательным напряжением:
S_σ= σ₁/ К_σσ_а=410/1,5•13,4=20,4

S_τ=τ_-1/ К_τД•τ_а=240/1,57•2,2=69,5
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения вала под шестерней:
S=S_σ•S_τ/
Значительное превышение обусловлено диаметром шестерни

Ведомый вал

Материал вала принимаем по табл. 3.16 [3] сталь 45. Диаметр заготовки неограничен; твёрдость не менее 200 НВ. Пределы выносливости σ_-1=250МПа,

τ_-1=150Мпа

Сечение под зубчатым колесом.

Определяем суммарный изгибающий момент.

Крутящий момент в сечении вала Т₂=163,3 Нм

Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:

d=50 мм, b=14 мм, t=5,5 мм





Полярный момент

Амплитуда нормальных напряжений, изменяющаяся по симметричному циклу:

Амплитуда касательных напряжений, изменяющаяся по нулевому циклу:

Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза и установкой колеса на валу с натягом. При наличии на валу двух концентратов напряжения находим коэффициент снижения пределов выносливости для каждого концентратора в отдельности и за расчётные принимаем коэффициенты, которые имеют большее значение снижения пределов выносливости.

Коэффициент снижения пределов выносливости определяем по формулам:
 
(без поверхностного упрочнения вала (Кv=1)

Для шпоночного паза находим значение эффективных коэффициентов концентрации по табл. 11.3(2).

Для стали при σ_В=560МПа по табл. 11.3(2) находим линейной интерполяцией: Кσ=1,69; Кτ=1,46

Коэффициент влияния шероховатости поверхности по табл. 11.4 (2)К_f=1,05

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения по табл. 11.3 (2) при d_к2=50 мм

К_dσ=0,81 К_τd=0,70

Тогда К_σД=1,69/0,81+1,05-1=2,14

К_τД=1,46/0,70+1,05-1=2,14

От установки колеса на валу с натягом, коэффициент снижения пределов выносливости в местах напрессовки колеса на вал находим по отклонению

К_σ/К_d и К_τ/К_d по табл. 3.17(3), при d_к2=50мм и σ_В=560МПа путём линейной интерполяции принимаем: К_σ/К_d =3,45 К_τ/К_d=2,55

Тогда К_σД=3,45+1,05-1=3,5

К_τД=2,55+1,05-1=2,6

В дальнейших расчётах принимаем К_σД=3,5 ; К_τД= 2,6 от установки колеса на валу с натягом.

Определяем коэффициент запаса прочности (сопротивления усталости) по нормальным и касательным напряжением:
S_σ= σ₁/ К_σД•σ_а=250/3,5•10,1=7,1

S_τ =τ_-1/ К_τД•τ_а=150/2,6•3,5=16,5
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения вала под колесом:




S=S_σ•S_τ/
Прочность вала обеспечивается.

Проверяем сечение валапод подшипником 3.

Суммарный изгибающий момент

Крутящий момент в сечении вала Т_з=163,3 Нм.

Осевой момент сопротивления сечения :

Полярный момент

Амплитуда нормальных напряжений, изменяющаяся по симметричному циклу:

Амплитуда касательных напряжений, изменяющаяся по нулевому циклу:

концентрация обусловлена посадкой внутреннего кольца подшипника на валу с натягом. При этом

;
находим отношение К_σ/К_d и К_τ/К_d для вала в местах напресовки деталей по табл. 11.2 (2), при d_п2=45 мм и σ_В=560 МПа путём линейной интерполяции
К_σ/К_d =3.35 К_τ/К_d=2,45
Тогда К_σД=3,35+1,05-1=3,6

К_τД=2,45+1,05-1=2,5

Определяем коэффициент запаса прочности (сопротивления усталости) по нормальным и касательным напряжением:
S_σ= σ_-1/ К_σДσ_а=250/3,6•11=6,3

S_τ =τ_-1/ К_τД•τ_а=150/2,5•4,5=13,3
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения вала под колесом:
S=S_σ•S_τ/
Прочность обеспечивается.
13. ВЫБОР ПОСАДОК ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА

электродвигатель кинематический привод редуктор

Посадки назначаем в соответствии с указанными данными в табл. 10.13 (3).

Посадка зубчатых колёс на вал Н7/р6;

посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора Н7/h6;

посадка полумуфты Н7/h6;

распорные втулки Н7/h6;

мазеудерживающие кольца, Н8/m8;

распорные кольца, сальники Н8/h8;

шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала К6;

отклонение отверстий в корпусе под наружные кольца подшипников по Н7.
14. СМАЗКА ЗАЦЕПЛЕНИЯ И ПОДШИПНИКОВ

РЕДУКТОРА
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на высоту зуба.

Объём масляной ванны V определяем из расчёта 0.5 л на 1 кВт передаваемой мощности:

V=0,5∙2,491=1,246 л

По табл. 10.8 (3) устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σ_Н=450,1 МПа и скорости V=1,37 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 34∙10^-6 м²/с.

По табл. 10.10 (3) принимаем масло индустриальное И-40А (по ГОСТ 20799-75).

Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 (табл. 9.14 (3)), закладываемым при монтаже передачи.

15. СБОРКА РЕДУКТОРА
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:

на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80…100^оС;

в ведомый вал закладывают шпонки и напрессовывают зубчатые колёса до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку и устанавливают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые масле.

Затем ставят крышки подшипников.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжетные уплотнения пропитанные горячим маслом.

Собранный ведущий вал устанавливают в крышку корпуса редуктора .

Собранный ведомый вал укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов. Проверяют проворачивание валов, отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки)

Далее на выходные концы ведомого и ведущего валов в шпоночные канавки закладывают шпонки, устанавливают звёздочку и полумуфту.

Затем ввёртывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой.




СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
А.Е. Шейнблит. Курсовое проектирование деталей машин - М: Высшая школа, 1991.

Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина. Детали машин - М: Высшая школа, 1987.

С.А. Чернавский. Курсовое проектирование деталей машин. М - Машиностроение, 1988.

А.И. Аркуша, М.И. Фролов. Техническая механика. М – Высшая школа, 1983.

Размещено на Allbest.ru