Рассчитать и спроектировать одноступенчатый, цилиндрический, шевронный редуктор общего назначения

ign="justify">       
 

     Тихоходный  вал:

     Дано: Ft = 1546,155 H, Fr = 567,339 H, Lт = 0,093 м, Lт/2 = 0,0465 м,

     1. Определение реакции в подшипниках в горизонтальной плоскости:

     ∑М3 = 0

- Rсх*Lт + Ft * Lт/2 = 0

- Rсх*0,093+1546,155*0,0465 = 0

- Rсх*0,093 = -71,896

   Rсх = 71,896/0,093 = 773,075 Н

     ∑М1 = 0

     - Ft* Lт/2+Rдх* Lт = 0

     -1546,155*0,0465+ Rдх *0,093 = 0

     Rдх = 71,896/0,093 = 773,075 Н

     Проверка: ∑Fnх  = 0

     Rдх + Rсх - Ft = 0 ; 773,075+773,075-1546,155 = 0 ; 0 = 0

     Строим  эпюры изгибающих моментов.

     М1 = 0

     М2лев  = Rсх * Lт/2  = 773,075*0,0465 = 35,947 Нм

     М2пр = М2лев = 35,947 Нм

     М3лев = Rсх * Lт- Ft* Lт/2  = 71,895-71,895 = 0

     2. Определение реакции в подшипниках в вертикальной плоскости:

     ∑М3 = 0

- Rсу*Lт + Fr * Lт/2 = 0

- Rсу*0,093+567,339*0,0465 = 0

  Rсу = 26,381/0,093 = 283,669 Н

     ∑М1 = 0

     - Fr* Lт/2+Rду* Lт = 0

     567,339*0,0465+ Rду *0,093 = 0

     Rду = 26,38/0,093 = 283,669 Н

     Проверка: ∑Fnу  = 0

     Rсу – Fr+ Rду = 0 ;  283,669 – 567,339+283,669 = 0 ; 0 = 0

     Строим  эпюры изгибающих моментов.

     М1 = 0

     М2лев  = Rсу * Lт/2  = 283,669 *0,0465 = 13,19 Нм

     М2пр = М2лев = 13,19 Нм

     М3лев = Rсу * Lт- Fr* Lт/2  = 26,381-26,381 = 0

     3. Строим эпюры крутящих моментов.

     Мк = М2 = Ft*d2/2 = 1546,155*184,959/2 = 145,13 Нм

     4. Определяем суммарные радиальные  реакции:

     Rс = = 823,476 Н

     Rд = = 823,476  Н

     5. Определяем суммарные изгибающие моменты.

     М2 = = 38,29 Нм 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      7. Проверочный расчет  подшипников:

      7.1 Базовая динамическая грузоподъемность  подшипника Сr представляет собой постоянную радиальную нагрузку, которую подшипник может воспринять при базовой долговечности, составляющей 10 оборотов внутреннего кольца.

      Сr = 29100 Н для быстроходного вала (табл. К27, стр.410 [1]), подшипник 306.

      Сr = 25500 Н для тихоходного вала (табл. К27, стр.410 [1]), подшипник 207.

      Требуемая долговечность подшипника Lh составляет для зубчатых редукторов Lh ≥ 60000 часов.

      Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчетной динамической грузоподъемности Crp, Н с базовой долговечностью L10h, ч. с требуемой Lh, ч. по условиям Crp ≤ Сr; L10h ≥ Lh.

      Расчетная динамическая грузоподъемность Crp, Н и базовая долговечность L10h, ч. определяются по формулам:

      Crp = ;     L10h =

      где RE – эквивалентная динамическая нагрузка, Н;

      ω – угловая скорость соответствующего вала, с

      М – показатель степени: М = 3 для шариковых  подшипников (стр.128 [1]).

      7.1.1 Определяем эквивалентную нагрузку RE = V* Rr*Кв*Кт, где

      V – коэффициент вращения. V = 1 при вращающемся внутреннем кольце подшипника (стр.130 [1]).

      Rr – радиальная нагрузка подшипника, Н. Rr = R – суммарная реакция подшипника.

      Кв  – коэффициент безопасности. Кв = 1,7 (табл. 9.4, стр.133 [1]).

      Кт  – температурный коэффициент. Кт = 1(табл. 9.5, стр.135 [1]).

      Быстроходный  вал: RE = 1*1,7*1323,499*1 = 2249,448 Н

      Тихоходный  вал: RE = 1*1,7*823,746*1 = 1399,909 Н

      7.1.2 Рассчитываем динамическую грузоподъемность Crp и долговечность L10h подшипников:

      Быстроходный  вал: Crp =2249,448 = 2249,448*11,999 = 26991,126 Н ; 26991,126 ≤ 29100  - условие выполнено.

L10h= ч.

      75123,783 ≥ 60000 - условие выполнено.

      Тихоходный  вал: Crp = 1399,909 = 1399,909*7,559 = 10581,912 Н ; 10581,912 ≤ 25500 -  условие выполнено.

L10h= ч.

      848550,469 ≥ 60000 -  условие выполнено.

      Проверочный расчет показал рентабельность выбранных  подшипников.

      7.1.3 Составляем табличный ответ:

      Основные  размеры и эксплуатационные размеры  подшипников:

 
 
 
 
 

      8. Конструктивная компоновка  привода:

      8.1 Конструирование зубчатых колес:

      Зубчатое  колесо:

 

      На  торцах зубьев выполняют фаски размером f = 1,6 мм. Угол фаски αф на шевронных колесах при твердости рабочих поверхностей НВ < 350, αф = 45°. Способ получения заготовки – ковка или штамповка.

      8.1.1 Установка колеса на вал:

      Для передачи вращающегося момента редукторной  парой применяют шпоночное соединение посадкой Н7/r6.

      8.1.2 При использовании в качестве  редукторной пары шевронных колес  заботится об осевом фиксировании  колеса нет необходимости, однако  для предотвращения осевого смещения  подшипников  в сторону колеса  устанавливаем две втулки по  обе стороны колеса.

      8.2 Конструирование валов:

      Переходный  участок валов между двумя  смежными ступенями разных диаметров  выполняют канавкой:

                                                                        (табл. 10.7, стр.173 [1])

      8.2.1 На первой ступени быстроходного  вала используется шпоночное  соединение со шпонкой, имеющей  следующие размеры:

 

      8.2.2 На первой и третей ступени тихоходного вала применяем шпоночное соединение со шпонками, имеющими следующие размеры:

 

      8.3 Конструирование корпуса редуктора:

      Корпус  изготовлен литьем из чугуна марки  СЧ 15. Корпус разъемный. Состоит из основания  и крышки. Имеет прямоугольную  форму, с гладкими наружными стенками без выступающих конструктивных элементов. В верхней части крышки корпуса имеется смотровое окно, закрытое крышкой с отдушиной. В нижней части основания расположены две пробки – сливная и контрольная.

      Толщина стенок и ребер жесткости δ, мм.:δ=1,12 =1,12*3,459=3,8 мм. 

      Для выполнения условия δ≥6 мм., принимаем  δ = 10 мм.

      8.3.1 Крепление редуктора к фундаментальной раме (плите), осуществляется четырьмя шпильками М12. Ширина фланса 32 мм., координата оси отверстия под шпильку 14 мм. Соединение крышки и основания корпуса осуществляется шестью винтами М8. Крышка смотрового окна крепится четырьмя винтами М6.

     8.4 Проверочный расчет валов

     8.4.1. Определяем эквивалентный момент по формуле для валов:    

     Быстроходный  вал: Мэкв = = = 63,011 (Н)

     Тихоходный  вал: Мэкв = = = 150,096 (Н)

     8.4.2. Определяем расчетные эквивалентные  напряжения δэкв и сравниваем их с допустимым значением [δ]u. Выбираем для ведущего и ведомого вала сталь 45, для которой [δ]u = 50 мПа

     Для быстроходного вала:

       δэкв = = = 13,505 мПа ≤ [δ]u = 50 мПа

           где : Wнетто = 0,1d = 0,1*36 = 4665,6 мм - осевой момент сопротивления опасного сечения быстроходного вала.

     d = 36 – диаметр быстроходного вала в опасном сечении.

     Для тихоходного вала:

     δэкв = = = 20,259 мПа ≤ [δ]u = 50 мПа