7. Выбор сорта масла и способы смазки.

7.1 В редукторе смазываются зубчатые колеса и подшипники валов.

Смазвание зубчатых колеспроизводится их окунанием в маслянную ванну. При скорости V = (0,5…0,8) м/с колесо погружают в масло до 1/6 его радиуса, а при более низких скоростях и на 1/3 его радиуса.

Способ смазки зубчатых колес – непрерывное смазывание картерным не проточным способом.

В косозубых передачах масло выжимается зубьями в одну сторону и гонит это масло к подшипникам.

Для предотвращения обильного забрызгивания масла в подшипники и попадания в них продуктов износа устанавливают маслозащитные кольца.

Ресурс зубчатых передач зависит от кинематической вязкости и марки смазочного материала.

Чем выше окружная скорость ν колеса, тем меньшей должна быть кинематическая вязкость υ масла.

Чем выше контактное напряжение δ_H в зубьях, тем больше кинематической вязкостью υ должно обладать масло.

Поэтому требуемую вязкость масла υ определяют в зависимости от контактного напряжения δ_H и скорости ν колес.

Рекомендуемое значение кинематической вязкости υ масла для смазывания зубчатых колес передачи при t = 50^оС выбирают по [1, с 253,т.10.8], например, для нашего случая при δ_H = 956 Мпа и ν = 25 м/с (смотри пункт расчета 2.12). Назначаем кинематическую вязкость υ = 50  10^-6 м²/с, а марку масла выбирают по этой кинематической вязкости  [1,c 253, т10.10]

При υ =50  10^-6 м²/с и t = 50^оС назначаем марку масла индустриальное U-50А.

С увеличением вязкости υ смазочного материала возрастает нагрузочная способность передачи, но ухудшается теплоотвод от контактирующих поверхностей.

Жидкие масла могут быть на минеральной и нефтяной основе. Но ни одно из этих масел не может удовлетворить всем требованиям предъявляемым к ним.

Объем масляной ванны определяют из расчета (0,4…0,6) литра на один КВт передаваемой мощности.

V = (0,4…0,8) Р₁ = (0,4…0,8) 10 = (4…8) литров принимают V=6л.

Уровень масла должен быть не выше центра тела качения подшипника.

Один раз в месяц масло пополняется, а через (3...6) месяцев его полность меняют.

7.2 Смазывание подшипников осуществляют разбрызгиванием масла и за счет масляного тумана при картерной смазке зубчатых колес.

7.3 Сводная таблица параментов вязкости и маркимасла

Таблица 7.1

Контактное напряжение δH МПа	Скорость колеса ν м/с	Назначение		Объем масляной ванны V литров	Способы смазки
		Вязкость м2/с	марка масла		Зубчатых колес	Подшипни- ковых валов
956	2,5	50 10-6	U-50А	6	непрерывное смазвание картерным не прочным способои	разбрызги- ванием масла и за счет масляного тумана

8.Конструирование корпуса редуктора.

При конструировании корпуса редуктора необходимо обеспечить его прочность и жесткость, исключающие перекосы валов.

Конструктивными элементами корпуса редукторв являются:

1 – основание редуктора (картер)

2 – крышка редуктора

3 – приливы под подшипники качения

4 – гнезда под подшипники качения

5 – ребра жесткости корпуса редуктора

6 – бобышки (приливы) под болты диаметром d₃ для стягивания верхней и нижней крышек редуктора в том месте, где устанавливаются подшипники

7 – фланцы крышки и основания редуктора (в плоскости разъема редуктора). Фланцы крышки и основания крепятся стяжными болтами диаметром d₂.

8 – лапы для крепления редуктора к фундаменту (раме). Крепление лап осуществляется при помощи фундаментных болтов диаметром d₁.

9 – крышка смотрового отверстия (отдушина)

10- крючки для транспортировки редуктора

Материал корпуса редуктора обычно чугун, чугунные корпуса изготавливают в виде отливок.

Для удобства сборки корпуса редуктора выполняют разъемным. Плоскость разъема проходит через ось валов, а для удобства обработки её располагают параллельно плоскости основания редуктора.

Рис. 13 Литые корпус и крышка двухступенчатого цилиндрического

редуктора с разъёмом по осям валов.

Ориентировочные размеры конструктивных элементов литых корпусов

Таблица 8.1

№ п/п	Наименование элемента	Формула и результат расчета
1	Толщина стенки основания корпуса (картера)	 = 0,01аw +7  8 мм принимаю  = 10 мм
2	Толщина ребер жесткости корпуса редуктора	m  0.9  0.910  9 мм
3	Диаметр фундаментных блоков	d1  1.5 1.51015 мм,принимаю К1=65мм
4	Ширина фланца для крепления редуктора к фундаменту (раме)	К1  (3.5…4) d1(55…65) мм, принимаю К1 = 65 мм
5	Толщина фундаментных лап	в1  2.35  2.35 10 23.5 мм, принимаю в1 = 24 мм
6	Диаметр стяжных болтов	d2(0.5…0.6)d1  (8…10), принимаю d2 = 8 мм
7	Ширина фланцевых крышек под стяжные болты	К2 =(3.5…4)d2  (28…32), принимаю К2 = 32 мм
8	Толщина фланцев крышек нижнего и верхнего поясов редуктора	в21.5 1.51015мм,принимаю в2 = 16 мм
9	Шаг между осями стяжных болтов	t  (10…15)  d2 ,принимаю конструктивно
10	Диаметр штифтов для точной установки крышки редуктора на его основание	dшт(0.7…0.8)d2 (6…7),принимаю dшт =8мм
11	Диаметр болта в бобышке около подшипников, для стягивания верхней и нижней крышек редуктора	d3(0.7…0.75)d1 (11…12),принимаю d3=12 мм
12	Диаметр отверстия в бобышке под подшипник назначают по Дп2	Dотв2 = Dп2 =85 (мм), Dотв1 = Dп1 = 72(мм)
13	Глубина подшипниковых гнезд назначается конструктивно для всех подшипников одинаковой: hк – толщина колеса; hм – толщина мазеудерживающих колец	l=Вп2+hk+hм+(3…4)= 19+10+10+(3…4)=42, принимаю l= 42 (мм)
14	Диаметр винтов для крепления крышек подшипников назначают конструктивно	d4 = 6 мм принимается
15	Основные размеры корпуса редуктора замепяют по эскизной компоновке	ширина В =190 мм, высота Н =235 мм, длина L=240 мм

Покажем разрез по месту крепления редуктора к его крышке и раме.

Рис. 15 Разрез по месту крепления редуктора крышке и раме

Рис.16 Эскизная компоновка цилиндрического редуктора

первого этапа.

Компоновка редуктора необходима для определения размеров корпуса, оптимального размещения деталей внутри редуктора конструктивного оформления зубчатых колес и оформления подшипников.

Построение размерной схемы корпуса редуктора ведут в двух проекциях: фронтальной плоскости и плоскости по разъему редуктора.

Для фронтальной плоскости (вид с боку) необходимо:

1. провести окружности двух звеньев (шестерни и колеса)

а. радиусами делительных окружностей

• для шестерни

• для колеса

б. радиусами окружностей вершин зубьев

• для шестерни

• для колеса

2. Определить зазоры:

а. между ступицей колеса и внутренней стенкой редуктора:

∆=(1…1,2)  =(1…1,2)  =(10…12), принимаю ∆=12мм.

б. между днищем корпуса и вершиной зуба колеса

Δ₁ = 4Δ ≈ 4*12 ≈ 48 мм, принимаю Δ = 12 мм.

3) Отложить зазор между колесами и внутренней стенкой корпуса редуктора по всему контуру величиной Δ=12 мм.

4. Отложить (пунктиром) толщину  = 10мм стенки корпуса редуктора.

Для плоскости по разъему редуктора необходимо:

1. Конструктивно оформить по ранее найденным размерам:

а. зубчатое колесо (о размерить)

m_n = 1,75 мм – модуль зацепления

h_a = 1 m_n = 1,75 мм – высота головки зуба

h_f = 1,25  m_n = 1,25  1,75 = 2,19 мм – высота ножки зуба

d₂ = m  z₂ = 1,75  93 = 166,1 мм – диаметр делительной окружности

d_a2 = 169,6 мм – диаметр окружности выступов

d_f2 = 161,7 мм – диаметр окружности впадин

d_зк2 = 50 мм – диаметр вала под зубчатым колесом

L_cт2 = (1,2…1,5)  d_зк2 = 1,2  50 = 60 мм – длина ступицы колеса

d_ст2 = (1,5…1,7)  d_зк2 = 1,5  50 = 75 мм – диаметр ступицы колеса

с = (0,15…0,3)  в₂ = 7 мм, принимаю не менее 8 мм, с = 8 мм. – толщина диска колеса.

_о = (2,5  m_n + 2) = 2,5  1,75 + 2 = 7 мм, принимаю _о = 8 мм, не менее – толщина обоза колеса под зубчатым венцом.

в₂ = a_ва  а_w = 0,25  100 = 25 мм – длина (ширина) зубчатого венца колеса

D_отв = 0,5 (d_a + d_ст) – диаметр между центрами отверстий

d_отв = 0,25 (d_a - d_cт) – диаметр отверстия.

Рис.17 Шестерня

б) вал-шестерню

m_n = 1,75 мм – модуль зацепления

h_a = 1,75 мм – высота головки зуба

h_f = 2,19 мм – высота ножки зуба

d₁ = 33,9 мм – диаметр делительной окружности шестерни

d_a1 = 37,4 мм – диаметр окружности выступов зубьев

d_f1 = 29,5 мм – диаметр окружности впадин зубьев

d_ц1 = 22 мм – диаметр входного конца вала (цапфа - шип)

l_ц1 = 50 мм – длина цапфы

d_п1 = 30 мм – диаметр вала под подшипник

В_п1 = 19 мм - длина вала под подшипник

в₁ = в₂ + (5…10) = 25 + 10 = 35 мм – длина зубчатого венца шестерни

Рис.18 Вал-шестерня

в) подшипники качения окончательно подобранные в ГОСТ 8338 - 75, ГОСТ 831-75

- для ведомого вала, подшипник 209, шарикоподшипник, радиальный, однорядный, легкой серии, для которого

d_п2=45 мм, D_п2 = 85 мм, В_п2 = 19 мм, С = 33,2 кн, С₀ = 17,8 кн

h = 0.5(D_п2 - d_п2) = 0,5( 85-45 ) = 20 мм –высота обоймы

d_ш = (0,55…0,63)h = (0,55…0,63)20 = (11…12,6), принимаю d_ш= =11,8мм – диаметр шарика

d_ср = 0,5(D_п2 + d_п2) = 0,5( 85+45 ) = 65 мм – средний диаметр между центрами шариков

S = 0,15  d_ш = 0,15  11,8 = 1,77 мм – глубина обоймы под шариками.

Шарикоподшипники радиальные однорядные воспринимают радиальные и ограниченно осевые нагрузки, действуют в обеих направлениях вдоль оси вала. Допускают перекосы валов до 10.

Геометрические параметры подшипников:

Рис. 19 Шариковый однорядный Радиальный подшипник:

1-наружное кольцо; 2- внутренне кольцо;

3-шарик; 4-сепаратор.

- толщина колец (высота колец).

- диаметр шарика

h=0.5*(D-d)

d_ср=0,5*(D+d)

d_ш=(0,55 0,63)*h

s=0.15* d_ш

• для ведущего вала подобран подшипник 46306, шарикоподшипник радиально-упорный, однорядный, средней серии, для которого d_п1 = 30 мм, D_п1 = 72 мм, В_п1=19 мм, С = 32,6 кн, С₀ = 18,3 кн,  = 26^, h = 0.5(D_п1- d_п1) = 0,5( 72-30 ) = 21 мм –высота обоймы

d_ш = (0,55…0,63)h = (0,55…0,63)21 = (11,55…13,23), принимаю d_ш= =12,39мм – диаметр шарика

d_ср = 0,5(D_п1+ d_п1) = 0,5( 72+30 ) = 51 мм – средний диаметр между центрами шариков

S = 0,15  d_ш = 0,15  12,39 = 1,86 мм – глубина обоймы под шариками.

Шарикоподшипники радиально-упорные воспринимают и радиальные, и осевые нагрузки.

Осевая грузоподъемность их зависит от угла контакта тел качения  = =26^.

С увеличением  возрастает осевая нагрузка за счет суммарной радиальной F_r^ нагрузки . Шарикоподшипники радиально-упорные воспринимают осевую нагрузку только в одном направлении, поэтому для фиксации вала в обе стороны их устанавливают попарно.

Геометрические параметры подшипников :

h = 0,5(D_п1- d_п1) – высота обоймы

S = 0,15(D_п1- d_п1) – высота колец

d_ш = - диаметр шарика

D_ср=0,5(D_п1+d_п1) – средний диаметр между центрами шариков

S₁ = 0,5  S – высота скоса наружной обоймы  подшипника

В₁ = 0,15  В – часть толщины обоймы от   середины шарика до скоса

S₂ = 0,15  d_ш – глубина обоймы под шариками

h = 0,5(D_п1- d_п1) – высота обоймы

d_ш = (0,55…0,63)  h - диаметр шарика

d_ср = 0,5(D_п1+d_п1) – средний диаметр между центрами шариков 

S = 0,15d_ш – глубина обоймы под шариками

2) Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса редуктора зазором ∆=12мм, зазор откладываем от ступицы L_ст2 колеса.

3) Отложим толщину стенки редуктора =10мм (пунктирной линией). Толщина b=10мм откладывается от внутренней стенки корпуса редуктора и проводится пунктирной линией

4) Размещаем подшипники на валах по их габаритам. Толщину обоймы В_п2=19мм откладываем от внутренней стенки корпуса редуктора (центры подшипников должны лежать на одной линии).

5) Выбираем подшипниковые крышки и уплотнение. Со стороны выходных концов валов (со стороны цапф-шипов) устанавливают сквозные подшипниковые крышки с уплотнением, а с противоположных концов валов устанавливают глухие подшипниковые крышки и без уплотнений. Вычерчиваем крышки подшипников с регулировочными прокладками и болтами их крепления.

6) Откладываем глубину L подшипниковых гнезд ( для всех подшипников одинаковой)

Глубина подшипниковых гнезд L откладывается от толщины подшипника В_п2.

7) Конструктивно оформить подшипниковые крышки и уплотнение.

8) Отложить ширину фланца К₂=32мм под стяжные болты диаметром d₂=8мм.

Откладывают ширину фланца К₂ от внутренней стенки корпуса редуктора.

9) Замерить размеры корпуса редуктора В,H, L,D.