цилиндрический редуктор

Проверочный расчет на контактную прочность.

Окружная скорость колеса:

V1	n2 d2		3,14 116.1 311.8	1, 9 м/с
	6 104	6 104

Принимаем 9-ю степень точности. Коэффициент динамической нагрузки:

КНV 1, 03

Коэффициент ширины шестерни:

	b1		55	1,14
	dw1	48.2

Коэффициент концентрации нагрузки:

КНb	1, 05 ;
Коэффициент нагрузки:
KH	KHV KHb 1, 03 1, 05 1, 08

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями:

K H 1,13 ;

Коэффициент торцевого перекрытия: a 1,5

Коэффициент повышения прочности косозубой передачи по контактной напряженности:

KnF		(K		H		) 1				(1.13) 1 1.5					1.37
			cos2							cos2 9, 6
Контактное напряжение:
	340						M3	KH		(U 1)3					340		719 103	1, 08 (6, 3 1)3	535.2
Н	U		Ф					a3		a	K				6, 3		1803	0, 315 1.37
								w

Перегрузка не превышает 5%

11

Проверочный расчет зубьев на изгибающую прочность.

Эквивалентное число зубьев:

Zэ1			Z1											19						20 - шестерни
		cos		3							cos				3		9,6
Zэ2			Z2											123						128- колеса
			cos		3							cos				3	9,6
Коэффициент формы зуба:
Y1	3, 47					13, 2								3, 47				13, 2			4,13	- шестерни
								Zэ1										20
Y2	3, 47					13, 2									3, 47			13, 2			3,57	- колес.
								Zэ2										128

Коэффициент динамической нагрузки:

КFV 1, 07

Коэффициент концентрации нагрузки:

КFb 1

Коэффициент нагрузки:

КF KFV KFB 1, 07 1 1.07

Коэффициент неравномерности распределения нагрузки между зубьями:

К F 1.35

Коэффициент повышения прочности косозубой передачи по напряжениям изгиба:

KnF

KF (1

/140 )

1.35 (1 9,6 /140 )

0.84

1.5

Напряжение изгиба:

F

1

293.66

71.1

Y1

4,13

F

2

255.6

71.6

Y2

3,57

Расчет ведем по

F 1

т. к. оно наименьшее

Fk

2

М

К

K

Y

2 118.6 1, 07 0.84 4,13 103

121.8 МПа

1

F

nF

к

dk

m bk

48.2 2.5 60

Проверка на кратковременную перегрузку.

Максимальное контактное напряжение:

H max	H
F max k	Fk

1,8 535.2 1,8 718МПа

S 121.8 1,8 219.2МПа

H max

F max

2100МПа

782.27МПа .

12

2.3Нагрузка валов редуктора

Окружная сила на шестерне и колесе:

Ft1	Ft 2	2 М	2	2 719 103		4612Н
		d2		311.8

Радиальная сила на шестерне и колесе:

Fr1 Fr 2 Ft1	tg	4612	tg 20	1702H
	cos		cos 9, 6

Осевая сила на шестерне и колесе:

Fa1 Fa 2 Ft1 tg 4612 tg9, 6 780H

13

2.4Проектный расчет валов

Быстроходный вал:

	d1	3		M1
			0, 2	кр

кр.			20 МПа
d1	121 103					31.1мм
	3
	0, 2			20
d1	0, 75 dэ 0, 75 48 36мм .

Примем по ГОСТ 21424-75 d В1 =36 мм

dП1 dВ1 4 40мм

Шарикоподшипники радиальные однорядные Условное обозначение 208:

D 80мм

d40мм

В18мм r 2мм .

Грузоподъемность: Динамическая С 32кН ; Статическая С0 17.8кН .

14

Тихоходный вал:

d1 3	М	2	103	719 103			52.4мм
				3
	0, 2		кр	0, 2		25

Приму по ГОСТ dВ 2 =55 мм

dП 2	dВ2	2t1 55 5 60мм
dK 2	dП 2	2t 60 5 65мм
dУ 2	dK 2	2t 65 5 70мм.

Шарикоподшипники радиальные однорядные: Условное обозначение 212:

D 110мм ; d 60мм ; B 22мм ; r 2.5мм.

Грузоподъемность: Динамическая С 40.3кН ; Статическая С0 30.9кН .

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, 025 180 3 8мм - толщина стенки корпуса
редуктора		8 мм . Зазор от окружности вершин зубьев колеса (шестерни)
до внутренней стенки корпуса						2		10 мм.
Предварительно выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные
и схему установки «враспор». Параметры подшипников легкой серии
выбираем по диаметру dп1					и dп2	и занесем в таблицу:
		Вал						Подшипники
				Обозначение				d D B, мм	Сr , кН	C0 , кН
	Б/х вал			208				40 80 18	32	17,8
	Т/х вал			212				60 110 22	40,3	30,9

Выбираем смазывание подшипников разбрызгиванием. Поэтому принимаем расстояние от торца подшипников до внутренней стенки корпуса

редуктора				3 5 мм.
Расстояния a1							a2 от торца подшипника вала до точки приложения его
радиальной реакции определяют по формуле:
a		B				- радиально-упорный шарикоподшипник;
	2
а1	18					9 мм – быстроходный вал;
	2
а2	22					11 -тихоходный вал.
	2
Измерением находим расстояния между реакциями быстроходного
вала (l1	l2			62мм) ;
тихоходного вала (l1							64мм, l2 64мм) .

16

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

17

Дано: Ft	4612H , Fr	1702H , Fa 2 780H .
l1	0, 064м , l2	0, 064м , l3 0, 09м , d2 0,3118м .

1.Плоскость XZ

M B 0 ;

R (l l ) F l

0

R

Ft 2 l2

;

ZA

1

2

t 2

2

ZA

l1

l2

RZA

4612 0,064

2306Н;

0,064

0,064

M A

0;

RZB (l1

l2 ) Ft 2 l1

0

RZB

Ft 2

l1

l1

l2

RZB

4612 0,064

2306Н;

0,064

0,064

Проверка:

RZA

Ft 2

RZB

2306 4612 2306

0

Расчет моментов:

1-ый участок: 0

X1

l1

M

RZA

X1

2306 X1 ;

X1

0 ;

M 0

0;

X1

0, 064 м;

М (0, 064)

2306 0, 064

147.6Нм

2-ой участок:

0

Z2

l1

M

RZB

X 2

2306 Z2 ;

X 2

0 ;

M 0

0;

X 2

0, 064 м;

М (0, 064)

2306 0, 064

147.6Нм

18

2. Плоскость YX

	М Fa	d2	780	0.3118	121.6Нм
		2		2

M B

0 ;

Fr 2 l2 M RYA (l1

l2 ) 0

RYA

Fr 2 l2

М

l1

l2

RYA

1702 0,064

121.6

99Н;

0,064

0,064

M A

0;

RYB (l1

l2 ) Fr 2 l1

М 0

RYB

Fr 2

l1 М

l1

l2

RYB

1702 0,064

121.6

1801Н;

0,064

0,064

Проверка:

RYA

Fr 2

RYB

99

1702

1801 0

Расчет моментов:

1-ый участок: 0

X1

l1

M

RYA

X1

99 X1 ;

X1

0 ;

M 0 0;

X1 0, 064 м;

М (0,064) 99 0, 064 6.4Нм

2-ой участок: 0

X 2

l1

МRYB X 2

		X 2	0 ;					M 0 0;
	X 2	0, 064 м;						М (0, 064) 1801 0, 064 115.3Нм .
Определяем суммарные реакции:
F	R2	R2	23062			992		2308H м
rA	ZA	YA
F	R2	R2	13302			18012		2239H м
rB	ZB	YB

Подшипники проверяем по наиболее нагруженной опоре. Выбираем шариковый радиальный подшипник 212 легкой серии:

D 80мм ; d 40мм ; B 18мм ; r 3мм.

Грузоподъемность: Динамическая С 52кН ; Статическая С0 31кН .

19

Определяем эквивалентную нагрузку из формулы:

PЭ XVFrB YFa Kб KТ ;

Kб 1,3 - коэффициент безопасности;

KТ 1 - температурный коэффициент; V 1 - коэффициент вращения.

Опора А.

FaA 780H

								F			0.24						0.78 0.24
	e		0.518						a					0.518						0.21
								C0									31
	FaA					0.78						0.38		e
V Frа					1 2.308
Принимаем X												0,56; Y					1,99 .
	PЭА			XVFrа YFa									KT	Kб			(2.308 1 0,56 1,99 0.78) 1 1,3 3.7кН;
Расчетная долговечность ч :
		C					106						52 103			3		106
	L																				398.5	тыс.ч. Lh.тр ;
		P					60 n					3.7 103
																	60 116.1
				Э

Lh тр. 21,024 тыс. ч.

Опора В.

FaB

0H

e

0.21

FaB

0

0

e

V FrB 1 2.239

Принимаем X

1; Y

0 .

PЭВ

(FrB

X V )

KT

Kб

2.239 1 1 1 1,3 2.9кН;

Расчетная долговечность

ч :

C

106

52 103

3

106

L

827.6

тыс.ч. Lh.тр ;

P

60 n

2.9 103

60 116.1

Э

Lh тр. 21,024 тыс. ч.

20