Редуктор механизм, состоящий из зубчатых

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

				C		67,5	14,8
	3	u		1		3,55 1
			2

Принимаем Ζ3 = 15, тогда

Ζ4 = Ζ3 · u2 = 15 · 3,55 =53,25

Принимаем Ζ4 = 54

Действительное передаточное число

	u			z
		2		z

4 3

54 3,6

15

Окончательное межосевое расстояние

			m z	3	z			2 15 54	69мм
a					4
	w			2				2

Размеры шестерни и колеса3= m z3= 2 ·15 = 30 ммa3= d3+2m = 30+2 · 2= 34

мм4= m z4= 2 · 54 = 108 ммa4= d4+2m = 108+2 · 2 = 112 мм4= Ψba · αw = 0,315 · 69 = 21,7 мм

Принимаем b4 = 25 мм3 = b4 + 5мм = 25+5=30 мм Проведем проверочный расчет зубьев на изгиб

2 10

3

T

У У У K

K

K

2

F

F

FL

F

FV

2

m

3

F

3

bd

(лит.3, стр.191)

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Коэффициент формы зуба при Ζ3 = 15

УF= 3,88 (лит.3,стр.192 табл.12.23)

Коэффициенты Уε=1 и Уβ=1 (лит.3, стр.193)

Окружная скорость в передаче

	V	d	3	n		3,14 0,03 115	0,18м / с
				3
		60				60

При этой скорости и 8-й степени точности (принято) коэффициент КFL = 1,2 (лит.3,стр.184, табл.12.17)

КFV = 1,04 (лит.3,стр.195, табл.12.5)

							b			30	1
							3
					bd		d			30
	При							3				коэффициент
	КFβ =1,25 (лит.3,стр.186, табл.12.18)
													2 10			3	25		182МПа
				3,88 1 1 1,2 1,25 1,04
		F											15	2	1		2	3		F
				222
			F					пункт 2.6

Прочность передачи достаточна.

. Предварительный расчет валов

Определим диаметры валов из расчета на кручение по пониженному

допускаемому напряжению.

20МПа

Диаметр выходного конца ведущего вала

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

				T		7,3 10	3
			3		3			12,2мм
	d			1
		1		0,2		0,2 20

При диаметре вала выбранного электродвигателя dЭ=20 мм принимаем d1=15 мм и диаметр под подшипники ведущего вала d11=20 мм

Диаметр под подшипники промежуточного вала

				T		25 10	3
		1	3		3			18,4мм
d				2
	2			0,2		0,2 20

Принимаем d21=20 мм и под ступицу зубчатых колес d2˝=25 мм Диаметр выходного конца ведомого вала

				T				83 103
d		3		3		3				27,5
	3			0,2
								0,2 20

Принимаем d3=30 мм, под подшипники d31=35 мм и под ступицу зубчатого колеса d3˝=40 мм

. Конструктивные размеры шестерни зубчатых колес

Шестерня Ζ1 выполняется заодно целое с валом Колесо Ζ2 выполняется из поковки.

Диаметр ступицы dCT=1,6 d2˝=1,6 · 25 =40 мм Принимаем диаметр ступицы dСТ = 40 мм Длина ступицыCТ=1,2 · d2˝=1,2 · 25 = 30 мм Толщина диска= 0,3b2= 0,3 · 15 = 4,5 мм Принимаем С=10 мм Колено Ζ4 выполняется из поковки.

Диаметр ступицыCT=1,6 d3˝=1,6 мм · 40 = 64 мм Принимаем диаметр ступицы dСТ = 64 мм Длина ступицыCТ=1,2 · d3˝=1,2 · 40 = 48 мм Толщина обода

δ0=(2,5…4) m = (2,5…4)2 = 5…8

Принимаем δ0= 10 мм

Толщина диска=0,3b4 = 0,3 · 30 = 9 мм Принимаем С =10 мм.

. Конструктивные размеры корпуса и крышки редуктора

Толщина стенок корпуса и крышки редуктора

δ = 0,025αw+1 = 0,025· 69 + 1 = 4,4 мм

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Принимаем δ = 8 мм Толщина фланца корпуса и крышки b = 1,5δ = 1,5·8 = 12 мм

Толщина нижнего пояса корпуса p = 2,35δ = 2,35 · 8 = 18,8 мм Принимаем р = 20 мм

Диаметр фундаментных болтов1=(0,03÷0,036)αw+ 12 = (0,003÷0,036) ·136+12

=16 ÷ 16,8 мм Принимаем d1=16 мм

Диаметры болтов крепления крышки с корпусом2=(0,05÷0,6)d1 = (0,5÷0,6)

·16=8 ÷ 10 мм Принимаем d2=10 мм

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

7. Проверка прочности шпоночных соединений

Для соединений деталей с валами принимаются призматические шпонки со скругленными торцами по ГОСТ 8789-68. Материал шпонок - сталь 45 нормализованная.

Прочность соединений проверяется по формуле

				2T
		cм		d h t l

b

	см

(лит.3,стр.107)

Для соединения вала электродвигателя с выходным концом ведущего вала при d1=15 мм выбираем шпонку с параметрами · h · l = 5 · 5· 2; t = 3 мм

					2 7,3 10		3	32,4МПа
		см			15 5 3 20		5		см
	Применяем чугунную полумуфту
			см	80МПа		(лит.3,стр.108)

Для крепления зубчатого колеса Z2 и шестерни Z3 при d2˝=25мм выбираем шпонку b · h · l = 8· 7· 25; t1 = 4 мм

2T

2 25 10

3

39мПа

2

25 7 4 25 8

cм

d

11

h t

l b

см

2

Для стальной ступицы

см

130МПа

(лит.3,стр.108)

Для соединения зубчатого колеса Z4 при d3˝=40мм выбираем шпонку

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

				2T			2 83 10	3	106МПа
				3			40 8 5 25 12
	cм	d	11	h t	l b					см
			3

Для соединения стальной полумуфты с выходным концом ведомого вала при d3=30мм выбираем шпонку b · h · l = 10· 8· 30; t1 = 5 мм

				2T		2 83 10	3	92мПа
				3		30 8 5 26 10
	cм	d		h t l b					см
			3

Прочность шпоночных соединений достаточна.

. Подбор подшипников и проверка их долговечности

Выполняем эскизную компановку редуктора и определяем все необходимые размеры. Рассмотрим ведущий вал (рис.2)

Рис. 2 - Схема нагрузки ведущего вала.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Усилия в зацеплении равны:

		2T			2 7,3	422H
Ft			1
1		d			0,038
			m1

Fr1= Ft1-tg20º ·cosδ1 =422 ·0,364 ·0,9625 =148Ha1= Ft1-tg20º ·cosδ2 =422

·0,364 ·0,2711 =42H

Определим реакции опор

X				F							a b			422					25 50						633H
		А
							t1						b								50
X						F					a		422			25			211H
		B
							t1				b					50
У					1		F			a			b F			d	1					1				25	50 42				38		207H
																								148
	А				b			r1							a1	2					50										2
					1										d					1								38
У								F				a F			1								148 25 42							60H
	B
									r1					a1	2					50								2
					b

Изгибающие моменты на валу:

Му(А)=Хв ·b =207 ·50 = 10350 Н ·мм

		F	d	42	38	727H мм
М			1
	х(с)
		a1	2		2

МХ(В)=Ув ·b =60 ·50 = 3000 Н ·мм

Кроме усилий в зацеплении на ведущий вал действует консольная нагрузка от муфты

F	125	T	125	7,3 338H
M		1

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

На расстоянии lм=0,7d1+50=0,7·15+50=60 мм

Т.к. направление силы FM неизвестно, то определим реакции опор и моменты от них отдельно от других сил.

Реакции опор от силы FM

R

l

m

F

60

338 406H

A

b

M

50

b l

F

m

338 50 60

744H

R

M

B

b

50

МВ=RB·b=744·50=37200H.мм МА=RА·b=406·50=20300H.мм

Т.к. направление силы FM неизвестно, то определим суммарные реакции опор исходя из худшего положения для вала, т.е. направление

реакций совпадают.

Суммарные радиальные реакции

2

F

Х 2

R

A

2072 6332 406 1072H

rA

A

A

F

2

Х

2

R

60

2

2

744 963H

B

B

211

rB

B

При диаметре вала d1=20 мм по ГОСТ 8338-75 выбираем роликоподшипники качения однорядные средней серии № 7204 с параметрами d=20мм; D=47 мм; β=15,5 мм; С=21000 Н;

Эквивалентная нагрузка на подшипник:

	VF	УF K		Kt
Э	r	a

(лит.3,стр.315)

При вращении внутреннего кольца коэффициент=1 (лит.3,стр.315) При спокойной нагрузке коэффициент Кδ=1,0 (лит.3,стр.316)

Осевую нагрузку воспринимает подшипник А (см. черт.) Для подшипника А получаем при

	VZ	r ( A)	K		Kt 1 1 1072 1 1 1072H
Э

Долговечность подшипника

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

		10	6		C		3	10	6		21000		3
L													86111ч.
n		60 n			P			60 1455			1072
			1		э

Минимальная долговечностьn = 12264ч Рассмотрим промежуточный вал.

СПБГУАП группа 4736 https://new.guap.ru/i03/contacts

Рис.3 Схема нагрузки промежуточного вала

t2= Ft1=422Hr2= Fa1=42Ha2= Fr1=148H

		2T			2 25	10	3
F
			2
t 3		d			30
			3

1667H

r3= Ft3 · tg20º=1667·0,364=607H

Реакции опор равны

Х

1

F

b c F

c

1

1667 40 40 422 40 1110H

А

l

t 3

t 2

105

Х

1

F

a b F

a

1

422 25

40 1667 25 137H

B

l

t 2

t 3

105

У

1

F

b

c F

c F

d

2

1

607 40 40 42

40 148

135

542H

А

l

r 3

r 2

a 2

2

2

105

У В

1

a Fr 2 a b

d

2

Fr 3

Fa 2

l

2

1

607 25 42 25 40 148

135

23H

105

2