конический редуктор

3ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

3.1Конструктивная компоновка привода

Цель конструктивной компоновки – конструктивное оформление деталей и узлов редуктора открытой передачи и рамы.

Конструктивная компоновка редуктора выполняется на миллиметровой бумаге формата А1 карандашом в контурных линиях желательно в масштабе 1:1. Шестерню чаще всего выполняют заодно с валом (вал-шестерня).

Конструктивные размеры колеса приведены ниже. Колеса небольших размеров изготовляют обычно из штампованных заготовок без углублений и отверстий.

Конструктивные размеры корпуса приведены ниже. При конструировании корпуса редуктора придерживаются установленных литейных уклонов, размеров элементов сопряжений, фланцев. Для заливки масла и осмотра в крышке корпуса делают окно, закрываемое крышкой.

В основании корпуса делают отверстия под выбранный маслоуказатель и сливную пробку.

Подшипники закрываются чугунными глухими и сквозными привертными крышками. В сквозных крышках делаются отверстия под манжетные уплотнения и для прохода выходного конца вала dв 1...2 мм .

Для регулирования зазоров в подшипниках под фланец крышек устанавливается набор стальных прокладок (толщиной ~1 мм).

Между торцами подшипников и упорными буртиками валов (распорной втулкой) устанавливаются мазеудерживающие кольца. Зазор между кольцом и корпусом редуктора 0,1...0,3 мм ; выход на торец корпуса 1…2 мм.

Длина выходных концов валов определяется длиной полумуфты (длиной ступицы открытой передачи). Конструктивно выполняют валы в местах установки ступиц подшипников, распорных колец – выбираются фаски, радиусы закруглений (галтели), канавки для выхода шлифовального круга и резьбонарезного оборудования. Звездочка на тихоходном валу фиксируется концевой шайбой.

Для обеспечения точного относительного положения электродвигатель и редуктор располагаем на раме, которую изготавливаем из стального проката – швеллеров, уголков, листов. Для определения конфигурации и размеров рамы вычерчиваем на листе бумаги в масштабе контуры муфты. Одну полумуфту соединяем с валом электродвигателя, а другую – с валом редуктора. Подрисовываем контуры редуктора и электродвигателя. После этого вычерчиваем контуры рамы и определяем ее длину L и ширину B и разность высот h опорных поверхностей электродвигателя и редуктора. Размеры L и B округляем до стандартных значений. Определяем высоту основного

швеллера H 0,1L , по которой подбираем ближайший больший размер швеллера. Ширину полки швеллера проверяем на возможность размещения и монтажа крепежных деталей.

При небольшом размере h на раму наваривают листы требуемой толщины или опорные платики (высота платика 5…6 мм). При большом значении h раму наращивают швеллерами. Для крепления рамы применяем фундаментные болты (при длине рамы до 700 мм устанавливают 4 фундаментных болта диаметром d p 16...18 мм; при свыше 700…1000 мм – 6 болтов диаметром

21

d p	20...22 мм; при L свыше 1000 до 1500 мм – 8 болтов диаметром
d p	24 мм ) На внутренней поверхности полок швеллеров по месту установки

болтов привариваем косые шайбы для обеспечения торцов головок болтов и гаек относительно осей болтов.

В приводе с ременной передачей для регулирования натяжения ремней, электродвигатель устанавливают на салазках, которые крепят на раме болтами.

22

Конструктивные размеры корпуса редуктора.

1. Толщина стенки корпуса и крышки редуктора:

0, 05 Re 1			0, 05 132, 2		1	7, 61мм
Т.к.		8 , то примем			8 мм.
0,04 Re 1			0,04 132, 2		1	6,3мм
Т.к.	1	8 , то примем		1	8 мм.

2. Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b 1.5 1.5 8 12 мм;

3. Толщина нижнего пояса (фланца) корпуса: b1 1.5 1 1.5 8 12 мм;

4. Толщина нижнего пояса корпуса без бобышки: p 2,35 8 18 мм.

5. Толщина ребер основания корпуса:

m	0,85	1		0,85		1 8	8 мм.
6. Толщина ребер крышки:
m1	0,85	1	1		0,85	1 8	8 мм.
7. Диаметр фундаментных болтов (их число 4 ):
d1	0.072 Re		12		0.072 132, 2			12	22 мм.
8. Диаметр болтов:
d2	(0, 7	0, 75)		d1	(0, 7 0, 75)			22	16 - у подшипников;
d3	(0,5	0, 6)	d1		(0,5	0, 6)	22 12 - соединяющих основание корпуса с
крышкой.
9. Размеры, определяющие положение болтов d2 :
e	1 1, 2	d2		1	1, 2	16 16		19, 2	18 мм.
q	0.5d2	d4		0.5 16		10	18мм.
Принимаем q				20мм.
10. Диаметр отверстия гнезда под подшипник:
DП	по наружному диаметру подшипника.

DП1 85 мм, DП 2 85 мм.

11. Диаметр штифта: dш d3 12мм.

12. Длина штифта:

lш b1 b 5 12 12 5 30 мм.

13. Наименьший зазор между наружной поверхностью колеса и стенкой корпуса:

A A1 1 1, 2

1 1, 2 8 8 мм.

23

			Конструктивные размеры колес.
Колесо на тихоходном валу:
1.	Диаметр ступицы стальных колес:
dст	1, 6 dе	1, 6 50 80 мм;
2.	Длина ступицы:
lст	(1...1,5)	dв	(1...1,5) 50 (50...75) мм;
Приму длину ступицы равной:
lст	60 мм;
3.	Толщина обода колеса:
	2.5 me	2.5 4 10 мм.
Принимаем			10 мм.
4.	Ширина обода:
b0	10 мм.
5.	Толщина диска колеса:
C	(0.2 0.3) b		(0.2 0.3) 38 10 мм.
6.	Фаска:

n 0.5 m 0,5 4 2 ;

Округляем до стандартного значения n 1,5 . 7. Радиусы закруглений и уклонов:

R 6 мм;

7 .

24

3.2Смазывание. Смазочные устройства

Вцилиндрическом косозубом редукторе применяется картерное смазывание

т. к. V 12 м	с	(окунанием колеса, в масло, залитое внутрь корпуса). Зубчатое
колесо погружается в масло на высоту зуба
(hм m...0, 25d2		4...0, 25 250 20 мм), где m - модуль зацепления;

d2 - диаметр делительной окружности колеса;

Объем масляной ванны редуктора определяется из расчета 0,5...0,8 л масла на

1 кВт передаваемой мощности. Т. к. Pтр 6,87кВт , то V=3,4…5,5 л. При v 4 м/c

рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 28 cСт. По табл.

10.10[1] принимаем масло индустриальное И-30А (по ГОСТ 20799-75).

Смазывание подшипников осуществляется пластичными материалами типа:

солидол жировой (ГОСТ 1033-79) либо консталин жировой УТ-1 (ГОСТ 1957-73).

3.3 Выбор муфты

В приводах общего назначения рекомендуется применять муфту упругую втулочно-пальцевую (УВП). Типоразмер муфты определяем по диаметру концов, соединяемых валов и расчетному вращающему моменту:

M рас. kM1 M ;

Быстроходный вал:

М1 66, 4Н м - расчетный момент на валу редуктора;

k 1,2 – коэффициент, учитывающий влияние эксплуатации при постоянной нагрузке.

M - допускаемый момент вращения муфты.

dэ 38мм, d1 30мм -диаметры концов, соединяемых валов.

М расч.1 1, 2 66, 4 80Н м;

Муфта УВП 250-38-1.1-30-1.1 ГОСТ 20742-81 l 80мм - длина полумуфты;

L 165мм - длина муфты.

Тихоходный вал:

М 2 200Н м ;

d1 40мм - диаметр выходного вала.

М расч.1 1, 2 200 240Н м;

Муфта УВП 250-40-1.2-40-1.2 ГОСТ 21424-75 l 82мм - длина полумуфты;

L 169мм - длина муфты.

25

3.4 Расчет шпоночных соединений

Для шпоночных соединений быстроходного вала с полумуфтой или шкивом и тихоходного вала с зубчатым колесом или полумуфтой принимаем призматические шпонки со скругленными концами. Размеры поперечных сечений шпонок и пазов выбираем по ГОСТу 23360-78.

Проверяем прочность шпонок на смятие по формуле:

2M

см. d h t1 l b , где

d - диаметр вала в месте расположения шпонки; b h - сечение шпонки;

l - длина шпонки; t1 - глубина паза;

l lп / м 5 10

или

l lст. 5 10

Быстроходный вал:

М1	66, 4Н м;
d	30мм;
b h 8			7;
t1	4мм;
l	80 (5			10)	70мм.
			2 66, 4 103				23,8МПа	см .
см.	30		(7	4)	(70	8)

Тихоходный вал:

Колесо:

М2		200Н м;
d	50мм;
b	h	16			10;
t1	6мм;
l	60	(5			10)		50мм.
					2 200 103				59МПа	см .
см.		50		(10		6)	(50	16)

На выходе:

М2		200Н м;
d	40мм;
b	h	12		8;
t1	5мм;
l	82	(5		12)		70мм.
				2	200 103			57, 5МПа	см .
см.		40		(8	5)	(70	12)

26

3.5Уточненный расчет валов

Цель уточненного расчета валов – определение коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях каждого вала и сравнение их с допускаемым значением S 1.3...3.

Материал сталь 40Х, термическая обработка-улучшение.

ув =900 МПа - предел прочности;

1.Предел выносливости при симметричном цикле изгиба для углеродистых сталей:

10,43 в ;

2.Предел выносливости при симметричном цикле касательных

напряжений кручения:

10,58 1;

5.Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S				1		;
		k
			а		т
		П

4. Амплитуда и среднее напряжение цикла:

		max		M	;
	a m	2 2Wk нетто

5. Момент сопротивления кручению сечения вала (мм ):

Wk нетто	dв31		bt1 dв1	t1	2	;
	16		2dв1

6. kф - эффективный коэффицент концентрации напряжений; еф-масштабный фактор;

еП - коэффициент влияния шероховатости поверхности еП =0,98...0,9 ; шф - коэффициент чувствительности материала к асиметрии цикла

для углеродистой стали шф=0,05 ; 7.Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям изгиба:

s		1	;
	k

a m

П

8. Амплитуда цикла нормальных напряжений:

		M A A	;
	a	Wнетто

9. Момент сопротивления изгибу:

		рd3		bt	1	d	в1	-t	1	2
W	=	в1	-								;
k нетто		32				2dв1

10. Среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

		Fa1	;
	m	dв1

27

1.k - эффективный коэффициент концентрации нагрузки.

-масштабный фактор;

-коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла ( 0,1для углеродистой стали);

12. Общий коэффициент запаса прочности:

s	s		s			s .
		s2		s2

Тихоходный вал:

1

1

0,43 900 387 МПа ;

0,58 387 224,46 МПа;

1. Проведем расчету по сечению А-А, где

dd1		d2					50мм;
b	16мм;
t1	6мм
W									3,14 503										16 6 (50									6)2	22.7 103 мм3;
kнетто(круч)											16														2 50
2.									200 103											4.4МПа;
	a				Т												3
							2				22.7 10
								k			=1,9;																			П	=0,97;
											0,05;																				0,59;
3.	S													224, 46														15.2;
							1, 9									4.4			0, 05						4.4
		0, 59							0, 97
4.	М А А						196.42										24.62							198кН м;
5.	W										3,14 503												16 6 (50						6)2	10.4 103 мм3;
		kнетто(изгиб )														32									2 50
6.		198 103												19МПа;
	а										3
		10.4 10
								k			=1,9;																			П =0,95;
														0,1;																	0,7;
7.	S													387												7.2;
							1.9							19			0.05 19
						0.7			0.97
8.	S						15.2				7.2								6.5						S .
						15.22					7, 22

28

1. Проведем расчету по сечению Б-Б, где

dd1 d3 40мм; b 12мм;

t1 5мм.

2.	Wkнетто(круч)					3,14		403				12 5 (40			5)2
							16						2 40
3.					200 103							8.6МПа;
	a Т							3
			2 11.6 10
						k	=1,9;
								0,05;
4.	S				224, 46									7.7
			1, 9				8.6			0, 05 8.6
		0, 59			0, 97

11.6 103 мм3;

S .

П =0,97; 0,59;

В сечении Б-Б вал испытывает только касательные напряжения кручения, поэтому

S 0 S S 7.7 S .

29

3.6 Сборка редуктора

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

Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов.

На быстроходный вал устанавливают роликоподшипники конические однорядные легкой серии, предварительно нагретые в масле до 80...100С .

В тихоходный вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо. Затем ставят распорные втулки и устанавливают роликоподшипники конические однорядные легкой серии, предварительно нагретые в масле до

80...100 С .

Собранные валы укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса. Стыковые поверхности крышки и основания корпуса должны быть покрыты спиртовым лаком. Крышку центрируют с помощью двух конических штифтов и затягивают болты, крепящие крышку к корпусу.

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

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

Далее на конец ведомого вала в шпоночную канавку закладывают шпонку и устанавливают муфту. Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой и жезловый маслоуказатель.

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

30