Расчёт редуктора (стр. 3 из 4)

Камеры подшипников отделяем от внутренней полости корпуса мазе удерживающими кольцами.

Устанавливаем возможность размещения одной проекции – разрез по осям валов – на листе формата А1. Предпочтителен масштаб 1:1. проводим посредине листа горизонтальную осевую линию – ось ведущего вала. Намечаем положение вертикальной линии – ось ведомого вала. Из точки пересечения проводим под углом δ₁=32^о осевые линии делительных конусов и откладываем на них отрезки R_e=105 мм.

Конструктивно оформляем по найденным выше размерам шестерню и колесо. Вычерчиваем их в зацеплении. Ступицу колеса выполняем несимметрично относительно диска, чтобы уменьшить расстояние между опорами ведомого вала.

Подшипники валов расположим в стаканах.

Намечаем для валов роликоподшипники конические однорядные легкой серии (см. таблица П7):

Условноеобозначениеподшипника	d	D	T	C	C0	e
	мм			кН
7207	35	72	18,25	38,5	26	0,37
7209	45	85	20,75	50	33	0,41

Наносим габариты подшипников ведущего вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии 8-10 мм от торца шестерни и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника для размещения мазеудерживающего кольцо 10-15 мм.

При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к срединам контактных площадок (см. табл. 9.21). для однорядных конических роликоподшипников по формуле:

мм.

Размер от среднего диаметра шестерни до реакции подшипника

f₁=d₁+a₁=35+15,72=50,72мм

Принимаем размер между реакциями подшипников ведущего вала

с₁~(1,4÷2,3)·f₁=(1,4÷2,3)·50,72=71÷116,6мм

Принимаем с₁=90 мм.

Размещаем подшипники ведомого вала, наметив предварительно внутреннюю стенку корпуса на расстоянии 10-15 мм от торца ступицы колеса и отложив зазор между стенкой корпуса и торцом подшипника 15-20 мм для размещения мазеудерживающего кольца.

Для подшипников 7209 размер

мм

Определяем замером размер А – от линии реакции подшипника до оси ведущего вала. Корпус редуктора выполнен симметричным относительно оси ведущего вала и примем размер А = А = мм. Нанесём габариты подшипников ведомого вала.

Замером определяем расстояния f₂= мм и с₂= мм (так как А`+А=f₂+c₂).

Очерчиваем контур внутренней стенки корпуса, отложив зазор между стенкой и зубьями колеса, равный 1,5 х, т.е. 15мм.

8. Проверка долговечности подшипника

8.1 С точки зрения конструктивных соображений более рациональным будет просчитать долговечность наиболее нагруженного подшипника на валу, который вращается с большей частотой, т.е. подшипник находящейся радом с шестерней на ведущем валу.

Из предыдущих расчетов имеем F_t = 1920 H, F_r=592,6 H; F_a=370 Н из первого этапа компоновки с₁ = 90 мм. и f₁= 50.72 мм

Реакции опор:

в плоскости xz

R_x2c₁ – F_tf₁= 0 H ;

R_x2 =

1082 H;

R_x1c₁ – F_t (f₁ +c₁)= 0 H ;

R_x1 =

3002 H;

Проверка: R_x2 – R_x1 + F_t = 1082 – 3002 + 1920 = 0 H;

в плоскости yz

-R_y2 + F_rf₁ - F_a

= 0 H;

137 H ;

-R_y1 + Fr*(f1 + c₁) - F_a

= 0 H;

729,6 H;

Проверка:

H;

Суммарные реакции:

Н ;

Н ;

Осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников [формуле (9.9)]

S₂ = 0.83eP_r2 = 0.83*0.37*1090,6=334 H;

S₁ = 0.83eP_r1 = 0.83*0.37*3089,5 = 948,8 H;

здесь для подшипников 7207 параметр осевого нагружения e = 0,37

Осевые нагрузки подшипников (см. табл. 9,21) [ Л. 1.] В нашем случае S₁>S₂; F_a>0; тогда P_a1 = S₁= 1002.4 H; P_a2 = S₁ + F_a =1002.4 +370=1372.4 H

Рассмотрим левый подшипник

Отношение P_a1/ P_r1 = 948.8/3089.5 = 0.307>e, поэтому не следует учитывать осевую нагрузку.

Эквивалентная нагрузка Р_э1 =VР_r1K_бK_T, в которой радиальная нагрузка Р_r1 = 3089,6 Н; V = 1; коэффициент безопасности для приводов ленточных конвейеров K_б = 1 (см. табл. 9.19) [Л.1]; К_T = 1 (см. табл. 9.20) [Л.1].

Р_э2 = 3089,6 Н.

Расчетная долговечность, млн. об [формула (9.1)]

млн. об

Расчетная долговечность, ч

404190 ч.

Найденная долговечность приемлема так, как требуемая долговечность намного меньше, чем расчетная долговечность подшипника.

9. Второй этап компоновки редуктора

В развитие первой компоновки здесь вычерчивают валы с насаженными на них деталями; размеры мазеудерживающих колец, установочных гаек и шайб, крышек и уплотнений определяют в соответствии с таблицей в гл IX [Л.1.]; размеры шпонок – в соответствии с таблицей в гл VII [Л.1.].

Диаметры участков валов под зубчатые колёса, подшипники и пр. назначают в соответствии с результатами предварительного расчета м с учетом технологических требований на обработку и сборку.

Взаимное расположение подшипников фиксируем распорной втулкой и установочной гайкой М х 1,5 со стопорной многолапчатой шайбой. Толщину стенки втулки назначают (0,1 – 0,15)d_п; прнимаем её равной 0,15*35= 5,25мм.

Мазеудерживающие кольца устанавливают так, чтобы они выходили за торец стакана или стенки внутрь корпуса на 1-2 мм.

Подшипники размещаем в стакане, толщина стенки которого

_ст=(0,08-0,12)D,

где D- наружный диаметр подшипника;

примем

_ст=0,12*72 8 мм.

Для фиксации наружных колец подшипников от осевых перемещений у стакана сделан упор величиной К=6 мм.

У второго подшипника наружное кольцо фиксируем торцовым выступом крышки подшипника через распорное кольцо.

Для облегчения посадки на вал подшипника, прилегающего к шестерне, диаметр вала уменьшаем на 0,5-1 мм на длине. несколько меньшей длинны распорной втулки.

Очерчиваем всю внутреннюю стенку корпуса, сохраняя величины зазоров, принятых в первом этапе компоновки: х=10 мм , и у₂=20 мм и др.

Используя расстояния f₂ и с₂, вычерчиваем подшипники.

Для фиксации зубчатое колесо упирается с одной стороны в утолщение вала

мм , а с другой – в мазе удерживающее кольцо; участок вала 50 мм делаем короче ступицы колеса, чтобы мазеудерживающее кольцо 45 мм упиралось в торец колеса, а не в буртик вала; преход вала от 50мм к 45мм смещен на 2-3 мм внутрь зубчатого колеса.

Наносим толщину стенки корпуса

_к = 7 мм и определяем размеры основных элементов корпуса в соответствии с главой X [Л.1.]

Проверка прочности шпоночных соединений

Шпонки призматические со скругленными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360 – 78 (см. табл. 8.9) [1].

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

9.1 Напряжения смятия и условие прочности по формуле (8.22)

.

9.2 Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице

[σ_cм] = 100

120 МПа.

9.3 Ведущий вал:

d = 28 мм; сечение шпонки b

h = мм; глубина паза t₁ = 4 мм; длина шпонки l = 32 мм; момент на ведущем валу М_II= 92000= Н-cм;

91.26 МПа

(материал полумуфт МУВП – чугун марки СЧ 20).

9.4 Ведомый вал.

Из двух шпонок – под зубчатым колесом – более нагружена вторая (меньше диаметр вала и поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверяем шпонку: d = 36 мм; b

h = 10 8 мм; t₁= 5 мм; длина шпонки l = 50 мм; момент на ведомом валу М_III =140000 Н∙мм;