Редуктор цилиндрический прямозубый

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

19

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

20

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

8 Выбор и расчёт муфт

 

8.1 Для соединения вала электродвигателя с ведущим валом редуктора необходимо подобрать муфту с упругими элементами для того, чтобы гасить вибрации и толчки идущие от электродвигателя.

Наиболее подходящие муфты упругие  втулочно – пальцевые МУВП…

Для подбора муфты необходим  момент расчётный М_р, диаметр вала электродвигателя d_эл и диаметр выходного конца ведущего вала d_1вых.

Из предыдущих расчётов имеем: d_эл=32 мм, d_1вых=24 мм.

 

8.2 Определяется момент расчётный

 

                                                            М_р=к×Т₁                                  (8.1)

где М_р – расчётный момент для подбора муфты, Нм;

      к=1,3 – коэффициент режима работы привода.

 

М_р=1,3×36,66=47,65 Нм

 

Выбирается муфта МУВП1

 

8.3 Пальцы проверяются на изгиб по сечению А – А, а резиновые втулки на смятие поверхности, соприкасающейся с пальцами.

 

Условие прочности пальца на изгиб:

                                                  (8.2)

где σ_и – наиб. напряжение изгиба в опасном сечении пальца, Н/мм²;

       М_р – расчётный момент, Нмм;

       - окружная сила, передаваемая одним пальцем, Н;

       D₀ – диаметр окружности, на которой расположены пальцы, мм;

       Z – число пальцев;

       l_п – длина пальцев, мм;

       - момент сопротивления изгибу, мм³;

       d_п – диаметр пальца, мм.

      [σ]_n=80÷90 Н/мм² – допускаемое напряжение на изгиб для пальцев.

 

 

 

Условие прочности выполняется.

 

8.4 Проверяется условие прочности втулки на смятие:

                                                        (8.3)

где l_b – длина втулки, мм;

      [σ]_см=1,8÷2,0 Н/мм² – допускаемое напряжение на смятие для резины.

 

 

Таблица 1. Параметры муфты для расчёта.

 

 

 

 

 

 

 

D,мм	Мр ,Нм	D0 ,мм	Пальцы			Втулки
			dn	ln	Z	dв	lв
120	47,65	84	14	33	4	27	28

 

 

 

 

 

             Условие прочности выполняется

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

21

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

22

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

9 Выбор и расчёт шпонок

 

Шпонками называются соединительные элементы между валом и ступицей (колеса, шкива, маховика и т. д.). Шпонки в основном изготавливаются из сталей (Сталь 20, Сталь 35, Сталь 45) термообработка специальная не нужна. Шпонки и шпоночные  пазы стандартизованы.

Выбираются шпонки призматические со скруглёнными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок – по ГОСТ 23360 – 78.[3] Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условие  прочности определяется по формуле

                                                    (9.1)

где Т – передаваемый момент;

      d – диаметр вала;

      (h-t₁) – рабочая глубина паза в ступице;

      (l-b) – рабочая  длина шпонки со скруглёнными  торцами;

      [σ_см]=100МПа – допускаемое напряжение смятия при стальной ступице.

Рисунок 9.1 Шпоночное соединение.

9.1 Ведущий вал.

d=25 мм; b×h=8×7 мм; t₁=4 мм;

t₂=3,3 мм; l=60 мм; Т=44×10³Нмм.

 

 

 

Условие прочности на смятие выполняется.

 

9.2 Ведомый вал.

d=30 мм; b×h=8×7 мм; t₁=4 мм; t₂=3,3 мм; l=60 мм; Т=137,14×10³ Нмм.

 

 

 

Условие прочности на смятие выполняется.

 

d_k=40 мм; b×h=12×8 мм; t₁=5 мм; t₂=3,3 мм; l=25 мм; Т=137,14×10³ Нмм.

 

 

 

Условие прочности на смятие выполняется.

 

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

23

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

24

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

10 Уточнённый расчёт  валов

 

10.1 Ведущий вал.

Материал вала тот же, что и  для шестерни (шестерня выполняется  заодно с валом), т. е. сталь 45, термообработка – улучшение.

При диаметре заготовки до 90мм (в  нашем случае d_а1=60 мм) среднее значение σ_b=780 МПа.[2]

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

 

                                                  σ_-1

0,43σ_b                                      (10.1)

 

σ_-1=0,43×780=335 МПа

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

                                                 τ_-1

0,58σ_-1                                       (10.2)

 

τ_-1=0,58×335=194 МПа

Сечение А – А

Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через  муфту рассчитывается на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие  шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности

                                                         (10.3)

где амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла

                                                       (10.4)

При d=24 мм; b=8 мм; t₁=4 мм

                                            (10.5)

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимается k_τ=1,7; ε_τ=0,77; ψ_τ=0,1 [1]

 

 

 

 

Определяется изгибающий момент от консольной нагрузки

                                                                           (10.6)

где l – длина полумуфты, мм.

 

 

 

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

                                                                   (10.7)

Амплитуда нормальных напряжений

                                                                 (10.8)

 

Момент сопротивлению изгибу

                                                       (10.9)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результирующий коэффициент запаса прочности

                                                                 (10.10)

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

25

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

 

 

 

получился близким к коэффициенту запаса S_τ=         . Это расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов оказываются прочными и что учёт консольной нагрузки не вносит существенных изменений. Фактическое расхождение будет ещё меньше, так как посадочная часть вала обычно бывает короче, чем длина полумуфты, что уменьшает значения изгибающего момента и нормальных напряжений.

По этим причинам проверять прочность  в сечениях Б – Б и В – В нет необходимости.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

26

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

 

10.2 Ведомый вал

Материал вала – сталь 45 нормализованная; σ_b=570 МПа.

Пределы выносливости σ_-1=245 МПа и τ_-1=331 МПа.

 

Сечение А – А

Диаметр вала в этом сечении 35 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки: k_σ=1,6 и k_τ=1,5; масштабные факторы ε_σ=0,88; ε_τ=0,77; коэффициенты ψ_σ=0,2 и ψ_τ=0,1.[1]

Крутящий момент Т₂=97,56×10³ Нмм.

 

Изгибающий момент в горизонтальной плоскости

                                                           М=R_x3l₂                                 (10.11)

М=717,35×50=35,86×10³ Нмм

 

изгибающий момент в вертикальной плоскости

                                                    М=R_y3l₂+

                               (10.12)

М=258,24×50+136/2 =12,96×10³ Нмм

суммарный изгибающий момент в сечении А – А

 

 

Момент сопротивления кручению (d=35 мм; b=10 мм; t₁=3,3 мм)

                                              (10.13) 

 

 

 

Момент сопротивления изгибу

                                                       (10.14)

 

 

 

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений

                              

                                          (10.15)

 

 

Амплитуда нормальных напряжений изгиба

                                                             (10.16)

 

 

 

среднее напряжение σ_т=0

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

27

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

 

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

                                                      (10.17)

 

 

 

Коэффициент запаса прочности по касательным  напряжениям

                                                                (10.18)

 

 

 

 

Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения А – А

                                                                              (10.19)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11 Выбор смазки редуктора

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

28

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

 

Смазывание  зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в  масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на 10 мм. Объем масляной ванны V определяется из расчета 0,25 дм ³ масла на 1 кВт передаваемой мощности: V= 0,25´4 = 1дм ³

По таблице 10.8[2] устанавливаем вязкость масла. При контактных  напряжениях s_Н = 490 МПа и скорости n = 2,78 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна   28´10⁶ м²/с.По таблице 10.10 [2] принимается масло индустриальное  И-30А (по ГОСТ 20799-75)

Камеры  подшипников заполняются пластичным смазочным материалом УТ-1, периодически пополняется шприцем через пресс  – масленки.

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

29

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

12 Описание сборки 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 ⁰С;

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 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

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.

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

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

30

КП.ТМ.150803.36.17.01.ПЗ

13 Выводы о рациональности  выбора некоторых элементов спроектированного редуктора