Одноступенчатый вал

5. Конструктивные размеры шестерни и колеса

 

Шестерню выполняют  за одно целое с валом: 

(мм)

(мм)

(мм)

(мм) 

Колесо кование:

(мм)

(мм)

(мм)

(мм) 

Диаметр ступицы  (мм)

Длина ступицы  (мм)

Толщина обода  (мм)

Толщина диска  С= (мм)

Диаметр центровой  окружности (мм)

Диаметр отверстий  (мм)

Фаска (мм)

(мм) 
 

6. Конструктивные размеры корпуса редуктора 

1) Толщина стенок  корпуса

(мм)

Примем ее равной 8 мм

(мм)

Примем ее равной 8 мм 

2) Толщина фланцев  поясов корпуса и крышки 

Верхнего пояса  корпуса и пояса крышки

 

Нижние пояса  корпуса  (мм)

Принимаем р=19 мм 

3) Диаметр болтов:

а) фундаментных

(мм)

Принимаем болты  с резьбой М16

б) крепящих крышку к корпусу у подшипников

(мм)

Принимаем болты  с резьбой М12 

в) соединяющих крышку с корпусом

(мм)

Принимаем болты  с резьбой М8 
 
 

 

7. Расчет клина ременной передачи 

1) Р =2 кВт

 рад/сек

Тип двигателя  – Б

По т. 9.2

=14 мм; h=10,5 мм; =138 мм²  (площадь поперечного сечения ремня) 

2) По т. 9.4

Диаметр малого шкива  160 

3) Скорость ремня  

 

4) Коэффициент  скольжения ε=0,001 

Диаметр большого шкива 

ε)= (мм) 

По т. 9.10

=500 

5) Фактическое  передаточное отношение

Отклонение от заданного 4% 

6) Минимальное межосевое расстояние

(мм) 

7) Расчетная  длина ремня

=

=1982,6 (мм)≈2000 (мм)=2 (м)

По т. 9.2  l=2 м 

8) Число пробегов  ремня в секунду

9) Уточним межосевое  расстояние

(м)=

=450 (мм) 
 

Это соответствует  рекомендованному значению для клиноременных  передач 

         

10) Угол обхвата   ремня малого шкива

 

11) По т.9.4 принимаем  (мПа)

 

12) Поправочные  коэффициенты: 

Коэффициент обхвата   

Скоростной коэффициент

По т. 9.6 коэффициент  нагрузки и режима работы

По т. 9.7 коэффициент, учитывающий вид передачи и ее расположение  

Допускаемая удельная окружная сила:

(мПа) 

13) Окружная сила 

(Н) 

14) Площадь сечения  S и число ремней z:

 (мм²) 

Примем z=1 

15) Сила предварительного  натяжения ремня:  (Н) 

16) Определяем  силу натяжения ведущей и ведомой  ветвей одного ремня:

(Н)

(Н) 

(Н) 

17) Сила, действующая  на вал:

(Н) 
 
 

8. Первый этап компоновки редуктора 

Внитренняя стенка корпуса 

1) Принимаем   зазор между торцом шестерни  и внутренней стенкой корпуса

(мм)

Принимаем мм

У нас есть ступица, поэтому зазор делаем от торца  ступицы. 

2) Принимаем  зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А=δ=8  

3) Принимаем  расстояние между наружным кольцом  подшипника ведущего вала и  внутренней стенкой корпуса А=δ=8 

Маслоудерживающие кольца берем шириной у=8 мм 

Расстояние на ведущем валу (мм)

Расстояние на ведомом валу (мм)

Принимаем окончательно 72 (мм)

Глубина гнезда подшипников   

Толщина фланца крышки подшипника принимаем равной диметру d₀ отверстия. 
 

9. Проверка долговечности подшипников 

 

Из предыдущих расчетов

 Н 

Вычислим радиальную силу в зацеплении

(Н)

20^о – угол зацепления по ГОСТ 13755-81 

Был выбран радиальный шариковый подшипник №309 d=45 мм; В=25 мм; C_r=52,7 кН; С_о=30 кН 

Определяем  опорные реакции в плоскости  XZ:

 В плоскости  YZ:

 

    Суммарные реакции:

(Н) 

    Эквивалентная нагрузка при (осевой нагрузки у роликовых радиальных подшипников нет).

       

    Производим  расчеты на долговечность:

    

10. Второй этап компоновки редуктора. 

     Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее. Шестерню выполняем за одно целое с валом.

     Конструируем  узел ведущего вала:

     а) наносим осевые линии, удаленные  от средины редуктора на расстояние ^. Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения (можно вычерчивать одну половину подшипника, а для второй половины нанести габариты);

     б) между торцами подшипников и  внутренней поверхностью стенки корпуса  вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1 – 2 мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца будут выполнять одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники.

     в) вычерчиваем крышки подшипников  с уплотнительными прокладками (толщиной ≈ 1 мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем свидетельствует, вырыв на плоскости разъема.

     Войлочные и фетровые уплотнители применяют  главным образом в узлах, заполненных  пластичной смазкой. Уплотнения манжетного типа широко используют как при пластичных, так и при жидких смазочных материалах;

     г) переход вала диаметром 40 присоединительному кольцу диаметром 32 выполняют на расстоянии 10 – 15 мм от торца крышки подшипника так, чтобы ступица муфты не задевала за головки болтов крепления крыши.

     Длина присоединительного конца вала диаметром 32 определяется длиной ступицы муфты.

     Аналогично  конструируем узел ведомого вала. Обратим  внимание на следующие особенности:

     а) для фиксации зубчатого колеса в  осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки – с другой; место перехода вала от диаметра 65 мм к диаметру 60 мм смещаем на 2-3 мм внутрь распорной втулки с тем, чтобы гарантировать прижатие мазеудерживающего кольца торцу втулки (а не к заплечнику вала!);

     б) отложив от середины редуктора расстояние l ₂, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники (если нет особых указаний, то можно располагать оси подшипников ведущего и ведомого валов на одной прямой линии);

     в) вычерчиваем мазеудерживающие кольца, крышки подшипников с прокладками и болтами;

     г) откладываем расстояние l ₃ и вычерчиваем звездочку цепной передачи; ступица звездочки может быть смещена в одну сторону для того, чтобы вал не выступал за пределы редуктора на большую длину.

     

     

     Переход от диаметра 60 мм к диаметру 55 мм смещаем на 2 – 3 мм внутрь подшипника с тем, чтобы гарантировать прижатие кольца к внутреннему кольцу подшипника (а не валу!). Это кольцо – между внутренним кольцом подшипника и ступицей звездочки – не допускает касания ступицы и сепаратора подшипника;

     д) от осевого перемещения звездочка  фиксируется на валу торцевым креплением. Шайба прижимается к торцу  ступицы одним или двумя винтами. Следует обязательно предусмотреть  зазор между торцом вала и шайбой 2 – 3 мм для натяга.

     На  ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360 – 78. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5 – 10 мм меньше длин ступиц.

     Непосредственным  измерением уточняем расстояния между  опорами и расстояния, определяющие положение зубчатых колес и звездочки относительно опор. При значительном изменении этих расстояний уточняем реакции опор и вновь проверяем долговечность подшипников. 
 

11. Проверка прочности шпоночных соединений 

Все шпонки призматические со скругленными торцами.

Размеры выбираем по ГОСТ 23360-80. 

Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Призматические  шпонки проверяются на смятие из условия  прочности по формуле:

Допускаемое напряжение смятия при стальной ступице  =100÷120 мПА 
 

Ведомый вал:

Вращающий момент на ведомом валу ( );

Диаметр вала под  колесом d=50 мм; 

По т. 8.9 подбираем  шпонку

Сечение шпонки мм;

Глубина паза вала мм;

Глубина паза втулки мм;

Фаска мм

Длина шпонки делается ≈ на 10 мм меньше участка вала. В  данном случае она равна l=70 мм