Одноступенчатый вал

(мПа) ≤ 120 (мПа) 

Ведущий вал:

Вращающий момент на ведомом валу ( );

Диаметр выходного  конца вала d=22 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=45 мм

(мПа) ≤ 120 (мПа)

12. Уточненный расчет валов редуктора 

     Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения – по отнулевому (пульсирующему).

      Уточненный  расчет состоит в определении  коэффициентов запаса прочности  S для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями . Прочность соблюдена при =1,3-1,5 требуемый коэффициент запаса для обеспечения прочности. 

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал

      Материал  вала тот же что и у шестерни (шестерня выполнена за одно целое с валом), т.е. 40Х с термообработкой – улучшение с твердостью до НВ<предел прочности . Предел выносливости при симметричном цикле изгиба:

 
 

Предел  выносливости при симметричном цикле касательных напряжений:

Сечение А-А. Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие  шпоночной канавки. Коэффициент  запаса прочности по касательным напряжениям:

 

13. Посадки зубчатого колеса и подшипников 

Посадки назначаем в соответствии с данными  табл. 10.13

Посадка зубчатого колеса на вал по ГОСТ 25347-82.

Шейки валов под подшипники выполняем  с отклонениями вала к6. Отклонения отверстий в корпусе под наружные кольца по Н7. Остальные посадки назначаем, пользуясь данными таб.10.13. 

14. Выбор сорта масла 

     Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности износа трущихся поверхностей, а также для  предохранения их от заедания, задиров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную смазку.

     В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют  картерную систему.

     В корпус редуктора или коробки  передач заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки корпуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

     Картерную смазку применяют при окружной скорости зубчатых колес и червяков от 0,3 до 12,5 м/с. При более высоких скоростях  масло сбрасывается с зубьев центробежной силой и зацепление работает при недостаточной смазке. Кроме того, заметно увеличиваются потери мощности на перемешивание масла, и повышается температура.

     Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип  назначения сорта масла следующий: чем выше окружная  скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, чем выше контактные давления зубьев, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Предварительно определяют окружную скорость, затем по скорости и контактным напряжениям находят требуемую кинематическую вязкость и марку масла. 
 
 

     Смазывание  зубчатого зацепление производится окунанием зубчатого колеса в  масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на  мм. Объем масляной ванны V определяется из расчета 0,25дм масла на 1 кВт передаваемой мощности:

     

      По  таб. 10.8 устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях  мПа  и скорости рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 34*10 м /с. По таб. 10.10 принимаем масло индустриальное И-40А.

     Камеры  подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 периодически пополняем его шприцем через  пресс-масленки. 

15. Сборка редуктора 

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

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

• на ведущий  вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80-100°С;

 

• в ведомый  вал закладывают шпонку и напрессовывают зубчатое колесо до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку, мазеудерживающие кольца и устанавливают шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле.

 

   Собранные валы укладывают в основание корпуса  редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов; 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 войлочные уплотнения, 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, устанавливают  звездочку и закрепляют ее торцовым креплением; винт торцового крепления стопорят специальной планкой.

   Затем ввертывают пробку маслоспускного отверстия  с прокладкой и жезловый маслоуказатель. Заливают в корпус масло и закрывают  смотровое отверстие крышкой  с прокладкой из технического картона; закрепляют крышку болтами.

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

Заключение

     В ходе работы мы рассчитали и спроектировали одноступенчатый цилиндрический редуктор с прямозубой передачей и клиноременной передачей. Выбрали электродвигатель типа 90L4 с синхронной частотой 1500 об/мин и номинальной частотой n_дв=1500 об/мин. Общее передаточное число привода – 5. Вращающий момент на его тихоходном валу – 212,55 Н*м.

     Зубчатые  колеса выполнены из легированной стали 40Х. Рассчитывая зубчатые колеса редуктора, определили допускаемое контактное напряжение, межосевое расстояние а_ω=144,6 мм, провели проверку на изгиб. Проверили подшипники на долговечность и определили, что подшипники будут работать на ведущем и на ведомом валу.

       Была рассчитана масса редуктора  31 кг. Технический уровень 0,2 не  превышает критерий  =(0,1…0,2), что свидетельствует о высоком техническом уровне редуктора и соответствии современным мировым образцам.

 

     

Список  литературы: 

1. Курсовое  проектирование деталей машин: Учеб. пособие для учащихся машиностроительных специальностей техникумов/С.А Чернавский, К.Н. Боков, И.М. Чернин и др – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1988.-416 с.
2. Шейнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин: учеб. пособие для техников/ А.Е. Шейнблит - М: Высшая школа, 1991.-342с.: ил.
3. Палей, М.А. Допуски и посадки: справочник в 2 ч.-7 изд. / М.А.Палей - Л: Политехника, 1991.-576с.: ил.
4. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: т.1,2,3/ В.И. Анурьев – М: Машиностроение, 1982.-576с: ил.
5. Куклин, Н.Г. Детали машин / Н.Г. Куклин – М: Высшая школа, 1987.-383с.