Разработка конструкции двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора

Осевая

Проверка зубьев быстроходной ступени на выносливость по напряжениям изгиба:

где     - коэффициент нагрузки,

здесь K_Fb =1,2 по [1, табл. 3.7];

K_Fv =1,1 по [1, табл. 3.8];

Y_F =3,605 – коэффициент формы зуба;

Допускаемое напряжение и отношения

где     - предел выносливости при отнулевом цикле

изгиба;

- коэффициент запаса прочности  по [1, табл. 3.9];

- коэффициент, учитывающий повышение  прочности косых зубьев по  сравнению с прямыми;

K_Fa =0,75.

Проверяем зуб колеса . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Предварительный  расчёт валов.

 

Ведущий вал: Принимаем и определяем диаметр выходного конца вала под муфту: 
 

Принимаем d_d1≈0.8d_дв=26

М_Р=к М=34 1,5=51 Н м ≤

Где к=1,5

Принимаем МУВП по ГОСТ 21424-75 с расчетами получаем d_d1=30мм       d_дв=38 мм

d_П1=35мм – под подшипниками

d_k1=30мм – под шестерней

Промежуточный вал: 

Принимаем диаметр  под колесом  d_k3=42 мм, диаметр под подшипниками

d_п2=35 мм

Ведомый вал:

Принимаем d_в4=45 мм, диаметр под подшипники d_п3=50 мм, под колесо принимаем d_k3=55мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. Определение конструктивных размеров зубчатых  колёс  и корпуса.

 

Рассчитываем конструктивные размеры зубчатых колёс по следующим формулам и сводим результаты в табл. 1.

Диаметр ступицы стальных колёс:

,

где d_В – диаметр вала;

Длина ступицы:

.

Толщина обода цилиндрических колёс:

,

где m_n – нормальный модуль.

Толщина диска:

,

где b – ширина венца.

Диаметр центровой окружности:

,

где - внутренний диаметр обода.

Диаметр отверстий:

.

Фаска: . 

Таблица№1              Конструктивные размеры зубчатых колёс, мм.

 
 

Конструктивные  размеры корпуса  редуктора. 

Толщина стенок:

Принимаем мм.

Толщина фланцев 

мм;

мм; принимаем мм.

Толщина рёбер основания корпуса

 мм.

Диаметр фундаментных болтов

мм; принимаем  мм.

Диаметр болтов:

у подшипников 

мм; принимаем  мм.

соединяющих основания корпуса с крышкой

мм; принимаем  мм.

Размер, определяющий положение болтов d₂

мм. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Эскизная  компоновка редуктора.

 

Выбираем способ смазки: принимаем раздельный способ смазки – подшипники будем смазывать  пластичной смазкой, зубчатые зацепления будем смазывать окунанием в  масло, заливаемое в корпус. Раздельная смазка принята из-за того, что один из подшипников ведущего вала удален и попадание в него масляных брызг затруднено. Камеры подшипников отделяем от  внутренней полости корпуса мазеудерживающими кольцами.

     Устанавливаем возможность размещения  одной проекции - разрез по осям валов – на листе формата А1 (594*841 мм ).Предпочтителен масштаб 1:1.

       Проводим по середине листа  горизонтальную осевую линию  – ось ведущего вала. Намечаем  положение вертикальных осевых  линий – осей промежуточного  и ведомого вала. Из точки пересечения  осей ведущего и промежуточного валов проводим под углом осевые линии делительных конусов и откладываем на них отрезки R_e=97.5мм. Ось ведомого вала проводим параллельно оси промежуточного вала на расстоянии  а_w=200мм.

        Конструктивно оформляем по найденным выше размерам конические шестерню и колесо быстроходной ступени и цилиндрические шестерню и колесо тихоходной ступени. Ступицу конического колеса выпоняем не симметрично относительно диска, что дает возможность уменьшить расстояние между опорами промежуточного вала.

         
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 Подшипники  ведущего вала расположим в  стакане.

          Подшипники промежуточного и  ведомого валов расположим по типу конструкции.

          Назначаем подшипники:

Ведущий вал  – диаметром 35мм, роликовые конические однорядные легкой серии; промежуточный вал – диаметром  35мм, роликовые конические однорядные  легкой серии; ведомый вал – диаметром 50мм,шариковые радиальные однорядные средней серии:  

 

Наносим подшипники ведущего вала. Вначале  намечаем внутреннюю стенку корпуса  на расстоянии  10 мм от торца шестерни. Торец подшипника удаляем от стенки корпуса примерно на 15 мм.

         Замером устанавливаем расстояния, определяющие положения звёздочки, подшипников и зубчатых колёс. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Подбор подшипников

Ведущий вал.

Из предыдущих расчётов имеем:

 
 

 
 
 
 

Первый этап компановки дал f₁=40 мм и с₁=55 мм

Реакции опор (левую опору ) воспринимающую внешнюю  осевую силу, обозначим индексом «2».

В полскости  xz:

   

В плоскости  yz:

 

Суммарные реакции:

Подбираем подшипники по более нагруженной опоре 2.

Эквивалентная нагрузка:

,

где     F_a =P_aБ =147 Н – осевая нагрузка;

V =1 – коэффициент, учитывающий вращение колец;

K_б = 1,1 – коэффициент безопасности по [1, табл. 7.2];

K_Т = 1 – температурный коэффициент по [1, табл. 7.1].

Отношение ; этой величине по [1, табл. 7.3] соответствует .

Отношение ; .

.

Расчётная долговечность, млн. об.

Расчётная долговечность, ч

Промежуточный вал.

Из предыдущих расчётов имеем:

 

 

\

Реакции опор:

в плоскости  XZ

 
 
 

в плоскости  YZ

Суммарные реакции:

Осевые составляющие радиальных реакций конических радиально-упорных  подшипников:

Осевые нагрузки подшипников в данном случае тогда .

Рассмотрим левый  подшипник:  ; поэтому осевую нагрузку  учитываем .