Проверка зубьев по напряжениям изгиба.

Pаcчетное изгибное напряжение

s_F = F_tK_FY_FY_βY_ε/(v_Fbm)

где v_F = 0,85 – коэффициент, учитывающий понижение нагрузочной способности конической передачи [1c. 51] ,

Y – коэффициент формы зуба, зависящий от эквивалентного числа зубьев: z_V = z/cosd

при z₁ = 20 ® z_V1 = 20/cos21,80° = 21,5 ® Y_F1 = 4,02 [1с. 42]

при z₂ = 50 ® z_V2 = 50/cos68,20° = 135 ® Y_F2 = 3,6

отношение [s_F] / Y_F:

шестерня [s_F]₁ / Y_F1 = 288/4,02 = 71,6 МПа;

колесо [s_F]₂ / Y_F2 = 273/3,6 = 75,8 МПа.

Так как [s_F]₂/Y_F2 > [s_F]₁/Y_F1 то расчет ведем по зубьям шестерни

Y_ε = 1,0 – коэффициент распределения нагрузки для прямозубых колес

Коэффициент нагрузки

K_F = K_FαK_FbK_FVК_А = 1,0·1,30×1,36·1,2 = 2,12,

где K_Fb=1,30–коэффициент концентрации нагрузки при y_bd= 0,44 [2c. 30]

K_Fα = 1,0 – для прямозубых колес [2 c.32]

K_FV = 1,36 – коэффициент динамичности при V =14,81 м/с [2c. 29]

K_А = 1,2 – коэффициент внешней динамической нагрузки [2c.28].

s_F1 =2890×2,12×4,02/(0,85×42×4,80) =144 МПа.

Условие s_F1 < [s_F]₁ выполняется.

Расчет при действии максимальной нагрузки

s_Fmax = s_FT_1max/T₁ < s_FPmax

T_1max/T₁ = 1,7 – коэффициент перегрузки

σ_FPmax = 1,7σ`_FP = 1,7·288 = 490 МПа

s_Fmax =144·1,7 = 245 МПа < s_FPmax = 490 МПа

следовательно, нормальная работа передачи при максимальных нагрузках обеспечена

3. Предварительный расчет валов

Диаметр вала

где Т – передаваемый момент;

[t_к]=15÷25 МПа – допускаемое напряжение на кручение [1c.161]

Быстроходный вал

d₁ = (16·138,7·10³/π15)^1/3 = 33 мм

Чтобы ведущий вал редуктора можно было соединить с помощью стандартной упругой втулочно-пальцевой муфты МУВП (допускаемый момент у муфты 710 Н·м, диапазон диаметров, соединяемых валов 45÷56 мм) с валом электродвигателя диаметром d_дв = 55 мм, принимаем:

диаметр выходного конца d_в1 = 45 мм;

диаметр под уплотнением d_у1 = 50 мм;

диаметр под подшипником d_п1 = 55 мм.

диаметр под шестерней d_ш1 = 45 мм.

Тихоходный вал

d₂ = (16·334,8·10³/π20)^1/3 = 44 мм

принимаем:

диаметр выходного конца d_в2 = 45 мм;

диаметр под уплотнением d_у2 = 50 мм;

диаметр под подшипником d_п2 = 55 мм.

диаметр под колесом d_к2 = 60 мм.

3.4. Конструктивные размеры колеса:

диаметр ступицы d_ст = 1,6d = 1,6·60 = 96 мм

длина ступицы l_ст = (1,2…1,7)d = (1,2…1,7)60 = 72…102 мм

принимаем l_ст = 80 мм

толщина обода d = (3÷4)m = (3÷4)·4,8 =16 мм

толщина диска С = (0,1÷0,17)R = (0,1÷0,17)·150 = 15÷25 мм

принимаем С = 16 мм

4. Конструктивные элементы корпуса

Толщина стенок корпуса и крышки редуктора

d = 0,05R_e+ 1 = 0,05·150 + 1 = 8 мм принимаем d = 8 мм

Толщина фланцев

b = 1,5d = 1,5·8 = 12 мм

Толщина нижнего пояса корпуса

р = 2,35d = 2,35·8 = 20 мм

Диаметр болтов:

- фундаментных d₁ = 0,072R_e+ 12 = 0,072·150 + 12 = 22 мм

принимаем болты М20;

- крепящих крышку к корпусу у подшипников

d₂ = 0,75d₁ = 0,75·20 = 15 мм

принимаем болты М16;

- соединяющих крышку с корпусом d₃ = 0,6d₁ = 0,6·20 = 12 мм

принимаем болты М12.

5 Первый этап компоновки редуктора

Выбираем способ смазывания: зубчатое зацепление смазывается за счет окунания колеса в масляную ванну; для подшипников пластичный смазочный материал. Камеры подшипников отделяем от внутренней полости мазеудерживающими кольцами.

Проводим горизонтальную осевую линию – ось ведущего вала; затем проводим вертикальную линию - ось ведомого вала. Из точки пересечения проводим под углом 21,20° осевые линии делительных конусов и откладываем на них отрезки R_e =150 мм.

Вычерчиваем шестерню и колесо, причем ступицу колеса располагаем несимметрично.

Намечаем для валов роликоподшипники конические средней серии №7311А для быстроходного вала и легкой серии №7211А для тихоходного вала.

Таблица 1.

Размеры и характеристика выбранного подшипника

Вычерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

- принимаем зазор между торцом ступицы и внутренней стенкой кор­пуса 10 мм;

- принимаем зазор между окружностью вершин зубьев колеса и внут-

ренней стенкой корпуса 8 мм;

При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок.

Для конических роликоподшипников поправка а:

а₁= В/2 + (d+D)e/6 = 29/2+(55+120)∙0,33/6 = 24 мм.

а₂= В/2 + (d+D)e/6 = 21/2+(55+100)∙0,41/6 = 21 мм.

Из компоновки находим f₁ = 72 мм, с₁ = 100 мм; f₂ = 50 мм, с₂ = 147 мм.

6. ПОДБОР И ПРОВЕРКА ПОДШИПНИКОВ

• ⇐ Назад
123
4
5
Далее ⇒