Расчет редуктора

12.3.3 Допускаемое напряжение смятия  (ступица стальная).

12.3.4 Расчётное напряжение смятия  шпонки ([1], стр.98):

,

что удовлетворяет условию прочности.

12.3.5 Условное обозначение шпонки: .

 

 

13 Выбор посадок соединений редуктора

 

 

Для обеспечения собираемости и надежности работы изделия назначаем посадки  и квалитет точности на рабочие поверхности  детали, работающие в паре. Под полумуфту  посадочную поверхность вала выполняем  по т6;

 

Под звездочки цепной передачи на вал  редуктора h6;

 

Под зубчатого колеса на вал h6

 

Под установку подшипников с натягом выполняем по k6;

 

Отверстие в ступице колеса выполняем по Н7, при этом на сборочном чертеже  редуктора обозначаем данное соединение  Н7/р6;

 

Шпоночные канавки в ступице колеса и  на валу выполняем по  р9  ;

 

Неуказанные посадки и отклонения поверхностей деталей выполняем по    Н14;h14;IT14/2;     ;

 

Шероховатость поверхностей вала под подшипники выполняем  по R_a=1.6;

 

В ступице колеса выполняем по R_a=3.2 ;

 

Поверхности канавок шпонок - тоже по R_a=3.2;

   

Поверхность вала под манжетные уплотнения выполняют  по R_a=0.4 ; при этом на чертеже задняя поверхность ограничивается штрихпунктирной линией с указанием длины.

 

Остальные поверхности деталей выполняем  с шероховатостью R_a=12(10);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14 Уточнённый расчёт  ведомого вала

 

   

14.2 Материал вала – сталь  45 σ _b=560   H/мм²;   σ _-1 =250  H/мм² ;τ _-1=  150 H/мм²  

14.3 Реакция опор в горизонтальной  плоскости :

R_DX=378,12 H

14.4 Строим эпюру изгибающих моментов  М_r

 M_C=0; M_D=0; M_E=-R_CX ·48=-378,12 ·48 ·10^-3 = -18,15 H ·м

M_F=0

 

14.5 Реакция опор в вертикальной  плоскости 

R_CY=-30 H;

R_DY=768,3 H;

14.6 Строим эпюру изгибающих моментов  М_в

M_C=0; M_F=0; M_E^л= R_CY · 48=-30 ·48 ·10^-3=-1,44 H·м;

M_E^пр= M_T^л-F_a·79,5=-7,4 H·м

M_D= R_CY ·96-F_a·79,5-F_r·48 =-22,16H·м;

 

14.6 Строим эпюру крутящих моментов :

M₂ = 60,12  H·м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14.7 Коэффициент  запаса прочности  в сечении E-E:

14.7.1 Суммарный изгибающий момент:

Крутящий момент в сечении M₂ = 60,12 H·м

 

14.7.2 Осевой момент сопротивления  сечения с учётом шпоночного  паза

 

14.7.3 Полярный момент сопротивления  сечения с учётом шпоночного  паза

 

14.7.4 Амплитуда нормальных напряжений  при симметричном цикле

 

 

14.7.5 Амплитуда касательных напряжений  при отнулевом цикле

 

 

 

14.7.6 Эффективный коэффициент концентрации  напряжений для вала со шпоночным  пазом, выполненным концевой фрезой (таблица 1.2[1, с 22])

К_s=1.86

К_t=1.52

Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения 

К_d=0,83 (таблица 1.3 [1, с 23])

Коэффициент влияния шероховатости  поверхности

К_f=0,94 – при R_a = 0,8 мкм (таблица 1.5 [1, с 24])

Коэффициент влияния поверхностного упрочнения

К_v=1

 

14.7.7 Коэффициент концентрации напряжений  для вала в сечении E-E:

     

 

14.7.8 Коэффициенты запаса прочности  в сечении B-B по нормальным и касательным напряжениям

     

14.7.9 Расчётный коэффициент запаса  прочности в сечении B-B:

 

14.8 Коэффициент запаса прочности  в сечении D-D:

14.8.1 Суммарный изгибающий момент

 

14.8.2Крутящий момент в сечении  D-D  

 M₂= 60,12 Н×м

 

14.8.3 Осевой и полярный моменты  сопротивления сечения 

 

14.8.4 Амплитуда нормальных напряжений  при симметричном цикле

 

 

14.8.5 Амплитуда касательных напряжений  при отнулевом цикле

 

 

 

 

 

14.8.6 Концентрация напряжений обусловлена  наличием шпоночного паза и  установкой  колеса на валу  с натягом :

 

(таблица 1.4 [1, с 23])

(таблица 1.4 [1, с 23])

К_f=1 (таблица 1.5 [1, с 24])

К_v=1

 

14.8.7 Коэффициенты концентрации  напряжений для вала в сечении  C-C

                 

 

14.8.8 Коэффициенты запаса прочности  в сечении C-C

     

 

14.8.9 Расчётный коэффициент запаса прочности в сечении С-С

 

Прочность вала в сечениях E-E и D-D обеспечивается

 

                                                                    

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15. Выбор смазки. Смазка  зацепления и подшипников

 

                             

Смазывание  зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в  масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на высоту зуба. Объём  масляной ванны V определяем из расчёта 0,6 л. масла на 1 кВт передаваемой мощности: .

Кинематическая вязкость масла  при t=40° выбираем в зависимости от контактного давления в зубчатом зацеплении ([3], стр. 135-137) 60*10~⁶л*²/с. Рекомендованная кинематическая вязкость составляет приблизительно Принимаю для редуктора индустриальное масло И-70А

  по ГОСТ 17479,4-87.

Для слива масла в корпусе редуктора  предусматривают сливное отверстие, а для контроля уровня масла применяют  маслоуказатели.

Для смазывания подшипников применяют  пластичные смазочные материалы. При  скорости применяют смазочные материалы:, ЛИТОЛ-24, Солидол жировой.

 

 

   16 Экономическая  часть

 

Технический уровень целесообразно оценивать  количественным параметром, отражающим соотношение затраченных средств  и полученного результата.

«Результатом» для редуктора является его нагрузочная  способность, в качестве характеристики которой можно принять вращающий  момент , на его тихоходном валу.

Объективной мерой затраченных средств является масса редуктора  , в которой практически интегрирован весь процесс его проектирования. Поэтому за критерий технического уровня можно принять относительную массу , т.е. отношение массы редуктора к вращающему моменту на его тихоходном валу. Этот критерий характеризует расход материалов на передачу момента и лёгок для сравнения.

 

15.1 Определяю массу редуктора.

   Массу редуктора  определяю по формуле: , где – коэффициент заполнения, определяю по графику.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 – плотность чугуна;

 

 – условный объём редуктора, мм³.

, где L – длина, В – ширина, Н – высота редуктора.

;

;

.

Условный  объём редуктора равен: .

Масса редуктора  равна: .

15.2 Определяю критерий технического уровня редуктора:

В соответствии с полученным технический уровень редуктора высокий и соответствует современным мировым образцам ([2], таблица 2.1).

Результаты  расчёта сводим в таблицу.

 

Таблица 3. Технический уровень редуктора.

 

Тип редуктора	Масса m, кг	Момент М2,	Критерий	Вывод
Ц–80–4У3	34,6	127,07	0,57	высокий

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               17. Краткая технология сборки  редуктора

 

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

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

• На ведущий вал насаживают кольца и шариковые радиально-упорные однорядные подшипники, предварительно нагретые в масле до 80–100 °С.
• В ведомый вал закладывают шпонку и устанавливают зубчатое колесо до упора в буртик вала, затее надевают распорную втулку, кольца и устанавливают шариковые радиально-упорные подшипники, 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 цилиндрических 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 механических прокладок для регулировки.

Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжетные  уплотнения. Проверяют проворачиваемость  валов, отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки) и закрепляют крышки болтами.

Затем ввёртывают пробку маслоспускательного  отверстия с прокладкой и маслоуказатель.

Заливают в корпус масло и  закрывают смотровое отверстие  прокладкой из технического картона, закрепляют крышку болтами.

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

 

                                  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   ^{18 Используемая литература}

1)С.А. Чернавский " Курсовое проектирование  деталей машин ". Машиностроение, Москва 1988 г.

 

2) М.И. Фролов " Техническая  механика ( Детали машин ) ".                                    

Высшая  школа, Москва 1991 г.

3. А.Е. Щейнблит " Курсовое проектирование деталей машин ". Высшая школа, Москва 1991 г 
   

          4)А.А.  Эрдеди " Техническая механика. Детали  машин ".