конический редуктор

Проверочный расчет на контактную прочность.

Окружная скорость:

V1			n2	d2 3,14 307, 3 250												4 м/c
		6 104						6 104
Принимаем 8-ю степень точности.
Коэффициент динамической нагрузки:
КНV		1, 2 .
Коэффициент концентрации нагрузки:
KHb		1, 05 ;
Коэффициент нагрузки:
KH			KHV	KHb				1, 2 1, 05						1, 26
Контактное напряжение:
		340							M		2	K	H	(U		1)3
Н			Re	0, 5 b								b U
														Н
		340								200 103				1, 26		(3,152			1)	494
132, 2				0, 5 38								38 3,15				0.85

Недогрузка не превышает 10%

11

Проверочный расчет зубьев на изгибающую прочность.

Эквивалентное число зубьев:

Zэ1			Z1													20				24				- шестерни
				3										3
		cos				1					cos				(17, 6 )
Zэ2			Z2													63					73			- колеса
					3									3
			cos			1						cos				(17, 6 )
Коэффициент формы зуба:
Y1	3, 47					13, 2								3, 47			13, 2							4 - шестерни
								Zэ1									24
Y2	3, 47					13, 2								3, 47			13, 2							3, 65 - колес.
								Zэ2									73

Коэффициент динамической нагрузки:

КFV 1,5

Коэффициент концентрации нагрузки:

KF	1	(КН	1) 1 (1.05 1) 1.5 1.08 .
Коэффициент нагрузки:
КF	KFV	KF	1, 5 1, 08 1, 62

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями:

К F 1

Коэффициент повышения прочности косозубой передачи по напряжениям изгиба:

KnF 1

Напряжение изгиба:

	F	1			296.5				74.1
	Y1				4
	F	2				255.6			70
	Y2				3,65
Расчет ведем по F 2 т. к. оно наименьшее
				FT		KF YF			1600 1,62 3.65		83,7МПа [	F ] 255.6МПа
	F			QF b m						0,85 38 3,5
,где Ft						1600H
YF		3.65
QF		0,85.

Проверка на кратковременную перегрузку.

Максимальное контактное напряжение:

H max	H
F max k	Fk

1,8 494 1,8 663МПа

S 83, 7 1,8 151.7МПа

H max

F max

1792МПа

680.89МПа .

12

2.3Нагрузка валов редуктора

Окружная сила на шестерне и колесе:

Ft1	Ft 2	2 М	2		2 200 103	1600Н
		d2		250

Радиальная сила на шестерне и осевая на колесе:

Fr1 Fa 2 Ft tg sin 1 1600 tg 20 sin17, 6 176H

Осевая сила на шестерне и радиальная на колесе:

Fr 2 Fa1 Ft tg sin 2 1600 tg 20 sin 72, 4 555H

FМ 1 50 M1 50 66, 4 407, 4H.

FМ 2 125 M2 125 200 1768H.

13

2.4Проектный расчет валов

Быстроходный вал:

	d1	3		M1
			0, 2	кр

кр.			20 МПа
d1	66, 4			103		25,5мм
	3
	0, 2			20

d1 0, 75 dэ 0, 75 38 28,5мм

Примем по ГОСТ 21424-75 d в1 =30 мм

dУ1 dВ1 5 35мм ; d р1 dВ1 5 40мм ; dП1 dВ1 15 45мм .

Роликоподшипники конические однорядные Условное обозначение 7209:

D 85мм

d45мм

В20.75мм r 2мм .

Грузоподъемность: Динамическая С 50кН ; Статическая С0 33кН .

14

Тихоходный вал:

d1 3	М	2	103	200 103			36,8мм
				3
	0, 2		кр	0, 2		20

Приму по ГОСТ dв1 =40 мм

d2 d1 5 45мм d3 d1 10 50мм d4 d1 15 55мм.

Роликоподшипники конические однорядные: Условное обозначение 7209

D	85мм ;
d	45мм ;
Т	20, 75мм ;
r	2мм.
Грузоподъемность:
Динамическая С		50кН ;
Статическая С0		33кН .

15

Эскизная компоновка редуктора

Цель эскизной компоновки – определение положения элементов передач относительно опор (подшипников).

Эскизная компоновка редуктора выполняется в соответствии с требованием ЕСКД на миллиметровой бумаге формата А1 карандашом в тонких линиях желательно в масштабе 1:1 должна содержать одну проекцию – разрез по осям.

Шестерня и колесо вычерчиваются в виде прямоугольников. Длина ступицы колеса принимается равной ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника. Зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса

1 1,2	1,2 8 10 мм, где	0, 05 132, 2 1 8мм - толщина стенки корпуса
редуктора	8 мм . Зазор от окружности вершин зубьев колеса (шестерни)
до внутренней стенки корпуса		2	8 мм.

Предварительно выбираем роликоподшипники конические однорядные и схему установки «враспор». Параметры подшипников легкой серии выбираем

по диаметру dп1		и dп2 и занесем в таблицу:
	Вал			Подшипники
			Обозначение	d D T, мм	Сr , кН	C0 , кН		e
	Б/х вал		7209	45 85 20,75	50	33		0,41
	Т/х вал		7209	45 85 20,75	50	33		0,41
Выбираем смазывание подшипников разбрызгиванием т. к. V								2	м		.
										с

Поэтому принимаем расстояние от торца подшипников до внутренней стенки

корпуса редуктора								3		10 мм.
Расстояния a1								a2 от торца подшипника вала до точки приложения его
радиальной реакции определяют по формуле:
а1	T					d	D	e		20,75					45		85	0.41		19,3	мм – быстроходный вал;
	2						6			2							6
а2		T				d	D	e		20,75					45		85	0.41		19,3	мм -тихоходный вал.
	2						6			2							6
Измерением находим расстояния между реакциями быстроходного
вала (l1 70,5мм, l2							102мм, l3 40мм) ;
тихоходного вала (l1										126мм,l2						46мм,l3		110мм) .

16

2.5 Определение опорных реакций. Построение эпюр моментов. Проверочный расчет подшипников

17

Дано: Ft

1600H , Fr

555H , Fа

176H , FM 2

1768H .

l1

0,126м , l2

0, 046м ,

l3

0,110м .

1.

Плоскость XZ

RZA

Fm

l3

Ft

l2

1768 0.11

1600 0.046

1559Н;

l1

l2

0.126

0.046

RZB

Ft

l1

Fm

(l1

l2

l3 )

1600 0.126

1768 (0.126

0.046 0.11)

1727Н ;

l1

l 2

0.126

0.046

Проверка:

RZA

Ft

RZB

Fm

1559

1600 1727

1768

0

Расчет моментов:

1-ый участок: 0

X1

l1

M

RZA

X1

1559 X1 ;

X1

0 ;

M 0

0;

X1

0,126 м;

М (0,126)

1559 0,126

196.4Нм

2-ой участок: 0

X 2

l2

M

RZA

(l1

X 2 )

Ft

l 2

1559 (0.126

X 2 )

1600 X 2 ;

X 2

0 ;

M 0

1559 0,126

196.4Нм;

X 2 0, 046 м;

М (0, 046)

1559(0.126

0.046)

1600 0, 046 194.5Нм

3-ый участок: 0

X3

l3

M

FM

X3

1768 X3 ;

X3

0 ;

M 0

0;

X 3

0,11 м;

М (0,11)

1768 0,11

194.5Нм

18

2. Плоскость YX

	М Fa	d2	176	0.250	22Нм
		2		2

		M B		0 ;
	Fr l2			M RYA (l1		l2 ) 0		RYA	Fr l2	М
									l1	l2
	RYA	555 0,046				22	20.5Н;
		0,126			0,046

M A

0;

RYB (l1

l2 ) Fr l1

М 0

RYB

Fr l1

М

l1

l2

RYB

555 0,126

22

534.5Н;

0,126

0,046

Проверка:

RYA

Fr 2

RYB

20.5

555

534.5

0

Расчет моментов:

1-ый участок: 0

X1

l1

M

RYA

X1

20.5

X1 ;

X1

0 ;

M 0

0;

X1

0,126 м;

М (0,126)

20.5 0,126

2.6Нм

2-ой участок: 0

X 2

l1

М

RYB

X 2

534.5

X 2

X 2

0 ;

M 0

0;

X 2

0, 046 м;

М (0, 046)

534.5 0, 046

24.6Нм .

Определяем суммарные реакции:

P

R2

R2

15592

20.52

1559H м

rA

ZA

YA

P

R2

R2

17272

534.52

1808H м

rB

ZB

YB

Подшипники проверяем по наиболее нагруженной опоре.

Выбираем роликовый радиально-упорный подшипник 7209 легкой серии:

D 85мм ; d 45мм ; T 20.75мм ; r 2мм.

Грузоподъемность: Динамическая С 50кН ; Статическая С0 33кН .

19

Определяем эквивалентную нагрузку из формулы:

PЭ

(Рr 2 X V Y Pa ) KT Kб ;

Kб

1,3 - коэффициент безопасности;

KТ

1 - температурный коэффициент;

V

1 - коэффициент вращения.

Опора А.

FaA

0H

e 0.41

Fa

0

0 e

V FrA

1 1559

Принимаем X

1; Y 0 .

PЭА

(FrА X V )

KT Kб

1.559 1 1 1 1,3 2кН;

Расчетная долговечность ч :

C

106

50 103

3

106

L

847.4

тыс.ч. Lh.тр ;

P

60 n

2 103

60 307.3

Э

Lh тр. 21,024 тыс. ч.

Опора В.

FaВ

176H

e

0.41

Fa

0.176

0.097

e

V FrВ

1 1.808

Принимаем X

1; Y

0 .

PЭB

(FrB X V )

KT Kб

1.808 1 1 1 1,3 2.35кН;

Расчетная долговечность

ч :

C

106

50 103

3

106

L

522.4

тыс.ч. Lh.тр ;

P

60 n

2.35 103

60 307.3

Э

Lh тр. 21,024 тыс. ч.

20