Проектирование редуктора

 

Определяем рабочую длину шпонки, исходя из условия прочности на смятие:

;             

Полная длина шпонки рассчитывается по формуле:

             

Принимаем по стандарту шпонку (мм) 8× 7× 20

Условие прочности шпонки на срез имеет вид:

;                 

 

ВАЛ 2

По диаметру вала d = 50 мм  принимаем размеры сечения шпонки (призматической со скругленными торцами) и пазов:

размеры сечения шпонки: b = 16 мм и h =10 мм

глубина паза вала: t₁ = 6мм

глубина паза втулки: t₂ = 4,3 мм

радиус закругления пазов: r_наим = 0,25 мм  и r_наиб = 0,4 мм 

 

Определяем рабочую длину шпонки, исходя из условия прочности на смятие:

;             

Полная длина шпонки рассчитывается по формуле:

             

Принимаем по стандарту шпонку (мм) 16 ×10× 50

Условие прочности шпонки на срез имеет вид:

;                 

 

 

ВАЛ 3

1. По диаметру вала d = 70 мм  принимаем размеры сечения шпонки (призматической со скругленными торцами) и пазов:
2. размеры сечения шпонки: b = 20 мм и h = 12 мм
3. глубина паза вала: t₁ = 7,5 мм
4. глубина паза втулки: t₂ = 4,9 мм
5. радиус закругления пазов: r_наим = 0,4 мм  и r_наиб = 0,6 мм 

 

Определяем рабочую длину шпонки, исходя из условия прочности на смятие:

;             

Полная длина шпонки рассчитывается по формуле:

             

Принимаем по стандарту шпонку (мм) 20 × 12 × 70

 

Условие прочности шпонки на срез имеет вид:

;                 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор подшипников

Вал 1

Выбираем роликоподшипник (7206А) с  внутренним диаметром  ( ) определяем:

Расчет производим по более нагруженной  опоре.

Радиальная нагрузка на подшипник  будет равна:

        

_Осевая

Т.к  радиальная нагрузка   и  осевая нагрузки, то предусматриваем  для данного вала роликовый однорядный подшипник.

Эквивалентная нагрузка P определится:

X=0.56(коэффициет радиальной нагрузки)

Y=1,45(коэффициент осевой нагрузки)

V=1(при вращении внутреннего кольца).

(коэффициент безопасности).

  (температурный коэффициент)

Получим:

Определяем требуемую долговечность  подшипника в млн. обортов.

Принимаем долговечность подшипника L_h=770 часов

 

Определяем требуемую динамическую грузоподъемность.

 

–для роликоподшипников.

<

 

 

Вал 2

Выбираем роликоподшипник (7208А) с  внутренним диаметром  ( ) определяем:

Расчет производим по более нагруженной  опоре.

Радиальная нагрузка на подшипник  будет равна:

        

_Осевая

Т.к  радиальная нагрузка   и  осевая нагрузки, то предусматриваем  для данного вала роликовый однорядный подшипник.

Эквивалентная нагрузка P определится:

X=0.56(коэффициет радиальной нагрузки)

Y=1,45(коэффициент осевой нагрузки)

V=1(при вращении внутреннего кольца).

(коэффициент безопасности).

  (температурный коэффициент)

Получим:

Определяем требуемую долговечность  подшипника в млн. обортов.

Принимаем долговечность подшипника L_h=70 часов

 

Определяем требуемую динамическую грузоподъемность.

 

–для роликоподшипников.

<

 

Вал 3

Выбираем шарикоподшипник (112) с  внутренним диаметром  ( ) определяем:

Расчет производим по более нагруженной  опоре.

Радиальная нагрузка на подшипник  будет равна:

        

Т.к  только радиальная нагрузка  нагрузка, то предусматриваем для  данного вала шариковый однорядный подшипник.

Эквивалентная нагрузка P определится:

X=0.56(коэффициет радиальной нагрузки)

Y=1,45(коэффициент осевой нагрузки)

V=1(при вращении внутреннего кольца).

(коэффициент безопасности).

  (температурный коэффициент)

Получим:

Определяем требуемую долговечность  подшипника в млн. обортов.

Принимаем долговечность подшипника L_h=35 часов

 

Определяем требуемую динамическую грузоподъемность.

 

–для шарикоподшипников.

<

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбор и  проверочный расчет муфт

Муфта

Быстроходный  вал имеет на выходе мм, на который насаживается (для передачи движения исполнительному органу) втулочно-пальцевая муфта МУВП-20 по ГОСТ 21424-75. Соединение передает мощность кВт, при с^-1. Передаваемый момент . Муфта имеет жесткую характеристику из-за небольшого объема упругих элементов (резиновых втулок).Муфта допускает радиальное смещение валов до 0.3 мм, угловое – до и осевое до 15 мм.

• Определяем расчетный момент

,где  - коэффициент режима работы

• По таблице 14[2] находим, что у МУВП-20 номинальный момент . Параметры муфты, необходимые для расчетов:

мм - диаметр пальца под втулкой

мм – длина пальца

- число пальцев

мм - диаметр окружности расположения пальцев

мм – длина резиновой втулки

• Проводим проверку для резиновых втулок по напряжениям смятия по формуле 17.8 [2]

МПа

Условие прочности  пальца на изгиб по формуле 17.1 [2]

МПа

Т.к. условия  прочности выполняются, то выбранная  муфта подходит для использования.

Определение размеров корпусных деталей, кожухов,ограждений и установочной плиты

 

Компоновка  редуктора выполняется для:

• размещения внутри редуктора зубчатых колес всех ступеней так, чтобы получить минимальные размеры редуктора B_ВН  и L_ВН ;
• определения расстояния между опорами валов L и длин консольных участков;
• определения точек приложения сил, нагружающих валы.

Определим размеры, необходимых для компоновки:

1. δ – толщина стенки редуктора; для цилиндрического двухступенчатого редуктора δ = (0,02 · a_{w цил//} +3),

δ = (0,025 · 165 +3) = 7,125мм

Принимаем значение δ = 8мм

2)  c – расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности вращающейся части; c = (1,0 ÷ 1,2)∙ δ,

     c = 1,0 ∙8=8мм

3)  c₁ – расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой   поверхности подшипника качения; c₁ = (3 ÷ 5)

     Принимаем c₁ = 4 мм

Толщина верхнего пояса фланца крышки.

Толщина нижнего  пояса (фланца ) крышки корпуса.

Толщина нижнего  пояса корпуса

Принимаем  р=20мм

Толщина ребер  основания корпуса .

m=(0.85….1)

m=8мм

Толщина ребер  крышки

m=(0.85….1)

m=8мм

Диаметр фундаментных болтов.

Примем 

Диаметр  болтов:

у подшипников

Примем 

соеденяющих  основание корпуса с крышой,

Примем 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВЫБОР  СМАЗКИ  И  УПЛОТНЕНИЙ

 

   Смазка передач редуктора:

        Поскольку окружная скорость  колес меньше  15 м/с, то рационально  использовать картерную смазку.

   Смазка подшипниковых узлов:

          Лучшим решением будет выбор  жидкой смазки. Жидкие смазки  легко проникают в зону трения, хорошо осуществляют теплоотвод, удаляют из подшипника продукты  износа, оказывают малое сопротивление  вращению, не теряют своих смазочных  свойств при высоких температурах, поддаются очистке во время  эксплуатации или легко могут  быть заменены, используются в  широком диапазоне частот вращения.

        Способ смазки – окунание подшипника в масляную ванну.

         Наименование и марка масла – индустриальное И- 40.

         В качестве уплотнений подшипниковых узлов применим наиболее  распространенные в современном общем машиностроении манжетные уплотнения, выполненные из масло-  и бензостойкой резины. Непосредственно уплотняющим элементом манжеты является эластичный кольцевой поясок (воротник), прижимаемый к валу браслетной пружиной. Для данного типа уплотнения характерна низкая стоимость, доступность, простота конструкции и монтажа, надежность герметизации узла, достаточная долговечность, малые потери на трение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. ВЫБОР ПОСАДОК

Таблица 5

Сопряжение	Условное обозначение по ГОСТ
Внутреннее кольцо подшипника на вал	k6
Наружное кольцо подшипника в корпус (или в стакан)	H7
Червячное колесо на валу	H7/p6
Звёздочки	H7/k6
Крышки подшипников в корпус (или  в стакан)	H7/h8H7/d11
Полумуфта на валу	H7/k6

 

Шероховатость поверхностей деталей, выполненных по шестому и седьмому квалитетам точности назначаем R_a =2,5 мкм. Шероховатость неответственных обработанных поверхностей R_a =6,3 мкм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенной работы научился проектировать механический привод. Рассмотрел и усвоил расчеты соединений, передач, валов. Научился подбирать  подшипники качения и рассмотрел различные виды существующих подшипников. Произвел расчет муфты . Выбрал систему  смазки, смазочный материал и уплотнительные устройства, обеспечивающие наилучшую  работу привода. Разработал корпус редуктора.

Также данный курсовой проект ознакомил  меня с основными принципами работы инженера-конструктора. Дал понятие  о трудностях инженерной работы, научил продумывать разрабатываемый проект от начальной идеи до воплощения ее в чертежах.