Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. ПРОВЕРКА ПРОЧНОСТИ ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений  шпонок и пазов и длины шпонок — по ГОСТ 23360 — 78, материал шпонок —  сталь 45 нормализованная.

Напряжения  смятия и условие прочности по формуле:

σ^max _cv » 2T/ d (h-t₁)(l-b) £ [σ_см]

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице

[σ_см] = 100¸120 МПа,

Ведомый вал:

d=55 мм; b^хh=16^х10мм; t₁ =6мм;

длина шпонки 1 = 65 мм (при длине ступицы полумуфты МУВП 75 мм)

момент на валу Т₂ =436,75 * 10³ Н мм;

 

σ_см = 2 * 436,75 * 10³/ 55*(10-6)*(65-16) = 81,03 МПа < [σ_см]

Условие σ_см < [σ_см] выполнено

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. УТОЧНЕННЫЙ РАСЧЕТ ВАЛОВ

Примем, что  нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения — по отнулевому (пульсирующему).

Уточненный  расчет состоит в определении  коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и сравнении их  с требуемыми (допускаемыми) значениями [S]. Прочность соблюдена при S³[S]. Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведомый вал:

Материал вала — сталь 45 нормализованная; σ₀ = 570 МПа

Пределы выносливости

σ_-1 =0,43 *  570 = 246 МПа;

t_-1 = 0,58 * 246 = 142 МПа.

Сечение А — А. Диаметр вала в этом сечении 55 мм.

Концентрация  напряжений обусловлена наличием шпоночной  канавки: К_d=1,59 и К_t=1,49; масштабные факторы e_d=0,75; e_t=0,67; коэффициенты   y_d»0,15 и y_t»0,1.

Крутящий момент Т₂= 436,75 * 10³ Н * мм.

изгибающий  момент в горизонтальной плоскости 

М' = R_х3l₂ = 1364,85*35,25=48,11*10³ Н * мм;

изгибающий  момент в вертикальной плоскости

М" =R_Y31₂+F_a d₂ /2 = 2338,47*35,25+388,49*333,33/2=147,178*10³ Н*мм,

суммарный изгибающий момент в сечении А — А

М_A-A= Ö(48,11*10³)² + (147,178*10³)² = 154,842*10³ Н * мм.

Момент сопротивления кручению (d = 55 мм; b=16 мм; t₁=6 мм).

W_{K нетто} = pd³/16 – bt₁* (d-t₁)²/2d

W_{K нетто} =3,14 * 55³/16–16*6*(55-6)²/2*55 = 30,556 * 10³ мм³

Момент сопротивления  изгибу

W_нетто = pd³/32 – вt₁(d-t₁)²/ 2d

W_нетто = 3,14 * 55³/32–16*6*(55-6)²/2*55 = 14,23 * 10³ мм³

Амплитуда и  среднее напряжение цикла касательных  напряжений

t_n = t_m = T₂ / 2W_{К нетто}

t_n = t_m =436,75*10³/2*30,556*10³ =7,15 МПа

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

σ_n = М_А-А/W_нетто

σ_n= 154,842*10³/14,23* 10³ =10,881 МПа

среднее напряжение σ_m= 0

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

S_d = σ_-1/(К_d/e_d)σ_n+y_dσ_m

S_d = 246/(1,59/0,75)*10,881+0,15*0=10,66

Коэффициент запаса прочности касательных напряжений

S_t = t_-1/ (К_t/e_t)t_n + y_tt_m

S_t = 142/(1,49/0,67)*7,15+0,1*7,15=9,646

Результирующий  коэффициент запаса прочности для  сечения А` — А

S=S_d*S_t/ÖS_d² +S_t²

S=10,66*9,646/Ö10,66² + 9,646² » 7,152

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. ВЫЧЕРЧИВАНИЕ РЕДУКТОРА

Редуктор вычерчивают  в двух проекциях на листе формата А4 (297х210 мм) в масштабе 1:4 с основной надписью и спецификацией .

13. ПОСАДКИ ЗУБЧАТОГО КОЛЕСА, ЗВЕЗДОЧКИ, ПОДШИПНИКОВ

Посадка зубчатого  колеса на вал Н₇ /Р₆ по ГОСТ 25347 — 82.

Шейки валов  под подшипники выполняем с отклонением  вала K₆. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н₇.

Остальные посадки  назначаем, пользуясь данными таблицы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Спецификация

	Обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
1	2	3	4	5
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 19 20 21 22 23 24 25   101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114		Документация Пояснительная записка Сборочный чертеж Детали Вал – шестерня ведущий Кольцо уплотнительное Крышка подшипника сквозная Прокладка регулировочная Кольцо мазеудерживающее Крышка подшипника глухая Кольцо уплотнительное Шайба торцевая Планка стопорная Корпус редуктора Крышка корпуса Крышка смотрового окна Прокладка Крышка подшипника глухая Маслоуказатель  жезловый Прокладка Пробка Крышка подшипника сквозная Кольцо распорное Кольцо мазеудерживающее Втулка распорная Колесо зубчатое цилиндрическое Вал ведомый Прокладка регулировочная комплект Стандартные изделия Болт М20 ГОСТ 7790-70 Гайка М20 ГОСТ 5915-70 Шайба пружинная 20 ГОСТ 6402-70 Болт М14 ГОСТ 7798-70 Гайка М14 ГОСТ 5915-70 Шайба пружинная 14 ГОСТ 6402-70 Болт М10 ГОСТ 7798-70 Шайба пружинная 10 ГОСТ 6402-70 Шпонка 16.10.65 ГОСТ 23360-78 Подшипник 207 ГОСТ 8338-75 Подшипник 210 ГОСТ 8338-75 Штифт 10 ГОСТ 3129-70 Прочие изделия Пресс масленка М 10 1 ГОСТ 20905-70	1 1   1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 2   8 8 8 16 16 16 24 1   1 1 1 2	Сталь 45 Войлок СЧ15 Сталь 10 Сталь Ст.3 СЧ 15 Войлок Сталь Ст.3 Сталь Ст.2 СЧ 15 СЧ 15 СЧ 15 Картон тех-й СЧ 15 Сталь Ст. 3                     Сталь 45 Сталь 10 Сталь Ст.3 Сталь 45 Сталь 10 Сталь Ст.3 Сталь 45 Сталь 10

14. ВЫБОР СОРТА МАСЛА

Смазывание  зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в  масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны  определяем из расчета 0,25 дм³ масла на 1 кВт передаваемой мощности:

V=0,25*6,723 »1,68 дм^з

Установим вязкость масла. При контактных напряжениях d_Н = 387,089 МП и скорости n = 2,56 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28*10^-6 м²/с.

Определяем для этой вязкости тип масла И-30А.

.

15. СБОРКА РЕДУКТОРОВ

Перед сборкой  внутреннюю полость корпуса редуктора  тщательно очищают и покрывают  маслостойкой краской.

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

на ведущий  вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80 — 100⁰С;

В ведомый вал закладывают шпонку 16^Х10^Х65 и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.

Собранные валы 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; затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

После этого  на ведомый вал надевают распорное  кольцо в подшипниковые камеры, закладывают пластичную мазь, ставят крышки подшипников с комплектом металлических прокладок для регулировки.

Перед постановкой  сквозных крышек  в проточки закладывают  войлочные уплотнения, пропитанные  горячим маслом. Проверяют проворачиванием  валов отсутствие заклинивание подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки винтами.

Далее на конец  ведомого вала в шпоночную канавку  закладывают шпонку, устанавливают  звездочку и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления  стопорят специальной планкой.

Затем ввертывают пробку маслопускного отверстия  с прокладкой и жезловый маслоуказатель.

Заливают в  корпус масло и закрывают смотровое  отверстие крышкой с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

Собранный редуктор обкатывают и подвергают испытанию на стенде по программе, устанавливаемой техническими условиями.