- •Казань – 2008
- •1 Общий расчет привода
- •1.1 Кинематическая схема и ее анализ. Исходные данные
- •1.2 Выбор электродвигателя
- •1.3 Кинематический расчет привода
- •Передаточное отношение определяется по формуле
- •1.4 Силовой расчет привода
- •Результаты общего расчета привода
- •2 Расчет червячной передачи
- •2.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •2.2 Выбор материала червяка и колеса
- •Ожидаемая скорость скольжения, для рассматриваемого задания
- •2.3 Допускаемые контактные напряжения
- •2.4 Допускаемые изгибные напряжения
- •2.5 Проектировочный расчет
- •2.5.1 Межосевое расстояние
- •2.5.2 Основные параметры передачи
- •2.5.3 Геометрические размеры червяка и колеса
- •2.5.4 Кпд передачи
- •2.5.5 Тепловой расчет передачи
- •2.5.6 Силы в зацеплении
- •2.5.7. Степень точности зацепления
- •2.6. Проверочный расчет
- •2.6.1. Проверочный расчет по контактным напряжениям
- •2.6.2. Проверочный расчет по напряжениям изгиба зубьев
- •3 Эскизное проектирование передачи Общие положения
- •3.1.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •3.1.2 Геометрические размеры вала и выбор подшипников
- •Диаметр вала (цапфы) под подшипники
- •3.2 Проектировочный расчет выходного вала и выбор подшипников
- •3.2.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •3.2.2 Геометрические размеры выходного вала
- •3.3 Эскизная компоновка передачи
- •4 Проверочный расчет выходного вала
- •4.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •4.2 Определение внешних нагрузок - реакций связей
- •4.3 Определение внутренних усилий в поперечных сечениях вала
- •4.4 Выбор материала. Расчет вала на статическую прочность.
- •5 Проверочный расчет подшипников выходного вала
- •5.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •5.2 Расчет динамической грузоподъемности
- •6 Расчет соединения вал-ступица выходного вала
- •6.1 Расчетная схема. Исходные данные
- •6.2 Выбор и расчет основных параметров шпонки
- •7 Выбор муфты входного вала
- •8 Эскизное проектирование корпуса редуктора
- •8.1 Основные параметры корпуса редуктора
- •8.2 Расчет стаканов подшипников
- •8.3 Эскиз корпуса редуктора
- •9 Сборка и особенности эксплуатации редуктора
3 Эскизное проектирование передачи Общие положения
Эскизное проектирование передач включает: определение размеров валов; выбор подшипников и схемы их установки; эскизное конструирование валов и компоновку передач редуктора; расчеты валов на прочность.
На рисунке 4 показана расчетная схема червячного редуктора для эскизного проектирования.
Рис.4 Расчетная схема редуктора для эскизного проектирования
Основные конструктивные схемы валов и обозначений геометрических размеров показаны на рис. 3.1, 3.2, 10.6, 10.7, 10.8 [3], 4.2 [2], с.136. Валы следует конструировать по возможности гладкими, с минимальным числом уступов, что приводит к существенному сокращению расхода металла на изготовление.
Для осевого фиксирования валов наиболее простой является схема установки подшипников «враспор».
Входной и выходной валы редукторов имеют консольные цилиндрические или конические участки для установки полумуфт.
Минимальные диаметры валов рассчитываются из условия только на кручение, как это было показано в сопротивлении материалов, по пониженным допускаемым касательным напряжениям [τ] по формуле:
d = ,
где при [τ] = 10…25 Н/мм2 коэффициент с = 6…8, вращающий момент Т в Н·м.
3.1 Проектировочный расчет входного вала и выбор подшипников
3.1.1 Расчетная схема. Исходные данные
Расчетная схема входного вала приведена на рисунке 5.
Рис. 5 Расчетная схема входного вала
Входной вал В1 имеет цилиндрический консольный участок длиной ℓМБ и диаметром d, промежуточный участок длиной ℓКБ для установки подшипников и уплотнений диаметром dп, участки диаметром буртика dБП для упора во внутренние кольца подшипников, средний участок, представляющий червяк диаметром вершин витков червяка dа1 и длиной нарезанной части в1. Участок ℓМБ имеет наименьший диаметр, рассчитываемый из условия работы только на кручение, и служит для установки муфты Х1, соединяющей с валом электродвигателя.
Исходные данные: Т1 = 45,44 Н·м; аw= 190 мм; dа1 = 100 мм; df = 56 мм; в1 = 170 мм; dам2 = 340 мм.
3.1.2 Геометрические размеры вала и выбор подшипников
Определение наименьшего диаметра вала из условия его работы только на кручение
d = = 22,5мм.
Этот диаметр согласуется с диаметром вала электродвигателя по условию
d = (0,7…1,0) dэ =(0,7…1,0) 42 = 29,4…42 мм.
Принимаем стандартное значение диаметр вала d = 30 мм (таблица 1 [4]).
Диаметр вала (цапфы) под подшипники
dп = d + 2tцил = 30 + 2·3,5 = 37 мм,
где tцил = 3,5 мм из таблицы 34 [4]. Так как диаметр цапфы должен быть кратным пяти, то принимаем стандартное значение dп = 35 мм.
Диаметр буртика для подшипников
dБП = dП + 3r = 35 + 3·2 = 41 мм,
где r = 2 мм из таблицы 34 [4].
Длина участков: ℓМБ = 1,5d = 1,5· 30 = 45 мм; ℓКБ = 2,0 · dП = 2,0· 35= 70 мм.
Зазор между вращающимися колесами и внутренними поверхностями стенок корпуса а = + 3 мм,
где L – расстояние между внешними поверхностями деталей передач.
Из рисунка 4 L = аw +0,5 dам2 + 0,5 dа1 = 190 + 0,5·340+0,5∙100 = 410 мм.
В этом случае, а = + 3 ≈ 7,4+3=10,4 мм. Принимаем а = 11 мм.
Так как в зацеплении червячной передачи действуют окружная, радиальная и осевая силы, то в качестве опор вала выбираем по dП = 35 мм подшипники роликовые конические однорядные (ГОСТ 333-79) легкой серии № 7207. Из таблицы 39 [4] выписываем: d = 35 мм; D = 72 мм; Т = 18,25 мм;
В = 17 мм; С=15мм; Сr = 38,5 кН; С0 = 26 кН; е = 0,37; Υ =1,62; Υ0 = 0,89.
Длина вала между опорами определяется в результате эскизной компоновки передач и корпуса редуктора.
Ориентировочно из рисунка 5
ℓр1 ≈2
Полная длина входного вала
ℓ1П = ℓМБ +ℓКБ + ℓР1 + Т +2= 45 + 70 + 273 + 18,25+2 = 406 + 2 = 408 мм.
По результатам расчета изображается эскиз вала с указанием размеров.