Определение диаметров фланцевых болтов
Определение толщины стенки и размеров фланцев корпуса редуктора
Толщина стенки нижней части чугунного корпуса редуктора определяется:
d = 0.025аw + 1
d= 0.025·103.5 + 1= 3.6 мм
где аw - межосевое расстояние цилиндрической зубчатой передачи.
Из технологических соображений принимают d = 8 мм
Толщина стенки крышки корпуса
d 1 = 0.9· d
d 1= 0.9· 8 = 7,2 мм;
Из технологических соображений принимают d 1 = 8 мм
Расстояние от колеса до внутренней поверхности стенки корпуса редуктора: по торцу колеса принимают равным d, по радиусу
D 
1.2· d =1.2· 8 = 9.6 мм;
Из технологических соображений принимают D = 10 мм;
Определение диаметров фланцевых болтов
Диаметры фундаментальных болтов, [2, с.23];
d1=0.03aw + 12 = 0.03·103.5 + 12 = 15.11 мм
Принимаем d1гост = 16 мм
Диаметры болтов, скрепляющих фланцы корпуса у подшипников:
d2=0.7d1 = 0.7·16 = 11.2 мм
Принимаем d2гост = 12 мм
Диаметры болтов, скрепляющие тонкие фланцы основания корпуса и крышки:
d3 = 0.5· d1 = 0.5· 12 = 8 мм;
Принимаем d3гост = 8 мм
Ширину бобышки фланцев корпуса редуктора задают достаточным для размещения на них головки болта и гайки (по таблице 6.1).
Таблица 6.1
| Диаметры резьбы болтов | М8 | М10 | М16 |
| Ширина фланца или бобышки, мм | |||
| Расстояние от наружной поверхности стенки корпуса до оси болта, мм |
6. Проектировочный (приближенный) расчет валов
Расчет ведущего вала
Определим реакции опор А и В
Знак минус означает, что сила направлена в противоположную сторону
Суммарный изгибающий момент
Эквивалентный момент по III гипотезе прочности
Вал предполагается изготовить из стали 45 с термообработкой «улучшение», sВ = 880 МПа
Допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений:
| |
Расчет ведомого вала
| |
Определим реакции опор А и В
Эквивалентный момент
Вал предполагается изготовить из стали 45 с термообработкой «улучшение», sВ = 880 МПа
Допускаемое напряжение изгиба при симметричном цикле изменения напряжений:
7. Подбор подшипников на валы
Ведомый вал
Подшипник 36207 легкая серия 
Осевые нагрузки на подшипник
вал упирается в опору А, следовательно
следовательно 
, 
Эквивалентная нагрузка
где X,Y – коэффициенты осевой и радиальной нагрузки
V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца
Fr – радиальная нагрузка;
Fa – осевая нагрузка
K – при умеренных толчках
Kt – температурный коэффициент
KE – коэффициент эквивалентности нагрузки
Долговечность более нагруженного подшипника
млн оборотов
Долговечность более нагруженного подшипника
следовательно долговечность подшипников обеспечивается
Ведущий вал
Подшипник 46305 средняя серия 
Осевые нагрузки на подшипник
вал упирается в опору В, следовательно
следовательно ,
следовательно 
, 
Эквивалентная нагрузка
Долговечность более нагруженного подшипника
млн оборотов
Долговечность более нагруженного подшипника
следовательно долговечность подшипников обеспечивается
8. Расчет шпоночных соединений
| |
Напряжения смятия
где d – диаметр вала
h – высота шпонки
lp - длина шпонки
t1 – глубина паза в вале
Ведущий вал, шпонка под муфту
Ведомый вал, шпонка под колесо
Ведомый вал, шпонка под звездочку
9. Проверочный (уточненный) расчет валов
Ведущий вал
Наиболее опасное сечение D вал под шестерней.
Коэффициент запаса прочности, для опасного сечения вала:
,
где S – коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
S – коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям определим по формуле:
где -1 – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба, для
стали 45, -1 = 380 МПа;
к – эффективный коэффициент концентрации напряжений
– масштабный фактор
– коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности,
– амплитуда цикла нормальнах напряжений;
Коэффициент определим по формуле:
,
где Миз – суммарный изгибающий момент;
W – полярный момент сопротивления вала:
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям определим по формуле:
где -1 – предел выносливости стали при симметричном цикле кручения, для
стали 45, -1 = 230 МПа;
к – эффективный коэффициент концентрации напряжений к = 2.05
– масштабный фактор
– коэффициент, учитывающий влияние шероховатости поверхности,
– коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла, =0.05;
Условие прочности:
S >[S] = 1.8
Здесь [S] – допускаемый коэффициент запаса прочности, [S]=1.8…2.5.
Сечение D
S = 14.7> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.
Сечение A
S = 3.3> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.
Ведомый вал
Сечение В
S = 5.47> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.
Сечение С
Для шпоночного паза: 
Для напрессованной ступицы колеса:
Т.к. 
тогда 
S = 15.8> [S] = 1.8 – условие прочности выполнено.
10. Задание характера сопряжений деталей в редукторе
Таблица 11.1 – Таблица допусков и посадок [10].
| Сопряжение | Посадка | Отклонения | Зазоры | Натяги | ||||||
| Отверстия | Вала | |||||||||
| верхнее | нижнее | верхнее | нижнее | max | min | max | min | |||
| Ведущий вал | ||||||||||
| Крышка-корпус | 62 H7-d11 | +30 | -100 | -290 | - | - | ||||
| Корпус-втулка | 62 H7-d11 | +30 | -100 | -290 | - | - | ||||
| Подшипник-корпус | 62 H7-l0 | +30 | -13 | - | - | |||||
| Подшипник-вал | 25 L0-k6 | -10 | +14 | +1 | - | - | ||||
| Крышка-корпус | 62 H7-h8 | +30 | -46 | - | - | |||||
| Шпонка-вал | 6N9-h9 | -30 | -30 | |||||||
| Ведомый вал | ||||||||||
| Крышка-корпус | 72 H7-d11 | +30 | -100 | -290 | - | - | ||||
| Подшипник-корпус | 72 H7-l0 | +30 | -13 | - | - | |||||
| Шпонка-вал | 10N9-h9 | -43 | -43 | |||||||
| Вал-колесо | 38 H7-k6 | +25 | +18 | +2 | - | |||||
| Вал-распорное кольцо | 35 F8-k6 | +64 | +25 | +18 | +2 | - | - | |||
| Вал-подшипник | 35 L0-k6 | -12 | +18 | +2 | - | - | ||||
| Втулка-корпус | 72 H7-d11 | +30 | -100 | -290 | - | - | ||||
| Крышка-корпус | 72 H7-h8 | +30 | -46 | - | - | |||||
| Шпонка-вал | 8 N9-h9 | -36 | -36 | |||||||
| Шпонка-колесо | 8 Js-h9 | +18 | -18 | -36 | ||||||
Список литературы
1. Полканова О.Г., Хлесткина В.Л. “Расчет зубчатых передач” – Методические указания – УГНТУ, 1996. – 30с.
2. Варианты заданий для проектирования приводов в курсе “Детали машин”: Методические указания./Сост. А. С. Сулейманов, Д. Ф. Хитин. - Уфа: Издательство УГНТУ, 1998. -29 с.
3. Расчёт зубчатых передач на прочность: Методические указания./Сост. А. С. Сулейманов, Д. Ф. Хитин, Э. А. Щеглов. - Уфа: Издательство УГНТУ, 1995. -30 с.
4. Детали машин. Курсовое проектирование: Учебное пособие для машиностроит. спец. техникумов./ Дунаев П. Ф., Лепиков О. П. - М.: Высшая школ., 1984. -336 с.
5. Подшипники качения: Справочник -каталог./Под редакцией В. Н. Нарышкина, Р. В. Коросташевского. - М.: Машиностроение, 1992. -608 с.
6. Расчёт валов: Методические указания./ Сост. Полканова О.Г., Хлесткина В.Л. - Уфа: Издательство Уфимского нефтяного института, 2000. -21 с.
7. Детали машин: Атлас конструкций./Под редакцией Д. Н. Решетова. - М.: Машиностроение, 1979. -367 с.
8. Допуски и посадки: Методические указания./Сост. Е. А. Митюрев, В. К. Загорский, Д. Ф. Хитин. - Уфа: Издательство Уфимского нефтяного института, 1990. -30 с.
9. Детали машин. Проектирование: Справочное учебно – методическое пособие./ Л.В. Курмаз, А..Т. Скойбеда. – Москва: Высшая школа, 2005.-309 с.
10. Курсовое проектирование деталей машин: Справочное пособие. Часть 2. / А. В. Кузьмин, Н. Н. Макейчик, В. Ф. Калачев и др. - Минск: Высшая школа, 1982. - 334 с.