4 Предварительный расчет валов редуктора

Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Ведущий вал:

Диаметр выходного конца при допускаемом напряжении [τ_к] = 25 МПа по [4,с 104]

d_в1 = = ≈ 13,51мм.(4.1)

Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора d_дв и вала d_в1. Принимают d_в1=20. Примем диаметр вала электродвигателя d_дв = 28 мм. Примем под подшипники d_п1 = 25 мм. Шестерню выполним за одно целое с валом. Иногда вал электродвигателя не соединяется непосредственно с ведущим валом редуктора, а между ними цепная передача.

Ведомый вал:

Учитывая влияние изгиба вала от натяжения цепи, принимаем [τ_к] = 25 МПа.

Диаметр выходного конца вала

d_в2 = = ≈ 22,7 мм.

Принимаем ближайшее большее значение из стандартного ряда [2, с 123]: d_в2= 24 мм. Диаметр вала под подшипниками принимаем d_п2 = 30 мм, под зубчатым колесом d_к2­ = 36 мм.

Диаметры остальных участков валов назначают исходя из конструктивных соображений при компоновке редуктора.

5Конструктивные размеры шестерни и колеса

Шестерню выполним за одно целое с валом; её размеры определены выше: d₁ = 40 мм; d_a1 = 42,5мм; b₁ = 35 мм.

Колесо кованое: d₂ = 160 мм; d_a2 = 162,5 мм; b₂ = 30 мм.

Диаметр ступицы d_ст = 1,6·d_к2­ = 1,6·36 = 57,6≈58 мм; длина ступицы l_ст = (1,2 1,5)·d_к2 = 1,3 = 47 мм, принимаем l_ст = 47 мм.

Толщина обода δ₀ = (2,5 4)·m_n = (2,5 4)·1,25= 3,125 5 мм, принимаемδ₀ = 5 мм

Толщина диска C = 0,3·b₂ = 0,3·30 = 9 мм.

6 Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенок корпуса и крышки: δ = 0,025·a + 1 = 0,025·100 + 1 = 3,5 мм, принимаем δ = 8 мм; δ₁ = 0,02·a + 1 = 0,02·100 + 1 = 3 мм, принимаем δ₁ = 8 мм.

Толщина фланцев поясов корпуса и крышки:

верхнего пояса корпуса и пояса крышки

b = 1,5·δ = 1,5·8 = 12 мм; b₁ = 1,5·δ₁ = 1,5·8 = 12 мм;

нижнего пояса корпуса

p = 2,35·δ = 2,35·8 = 19 мм; принимаем p = 20 мм.

Диаметр болтов: фундаментных d₁ = (0,03 0,036)·a + 12 = = (0,03 0,036)·100 + 12 = 15 15,6 мм; принимаем болты с резьбой М16;

крепящих крышку к корпусу у подшипников d₂ = (0,7 0,75)·d₁ = = (0,7 0,75)·16 = 11,2 12 мм; принимаем болты с резьбой М12;

соединяющих крышку с корпусом d₃ = (0,5 0,6)·d₁ = (0,5 0,6)·16= 8 9,6 мм

принимаем болты с резьбой М10.

7 Первый этап компоновки редуктора

Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый этап служит для приближенного определения положения зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции – разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; желательный масштаб 1:1, чертить тонкими линиями.

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию; затем две вертикальные линии – оси валов на расстоянии a_ω = 100 мм.

Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое с валом; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

а) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса

А₁ = 1,2·δ; при наличии ступицы зазор берется от торца ступицы;

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А = δ;

в) принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = δ; если диаметр окружности вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от шестерни.

Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников d_п1 = 25 мм и d_п2 = 30мм.

Решаем вопрос о смазывании подшипников. Принимаем для подшипников пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазе удерживающие кольца. Их ширина определяет размер y = 8 12 мм. Принимаем y = 10 мм.

Таблица 1 – Основные размеры подшипников

Условное обозначение подшипника	d	D	B		Грузоподъемность, кН
	Размеры, мм			С		Со
205	25	52	15		16,7		9,1
206	30	62	16		22		12

Измерением находим расстояния на ведущем валу l₁ = 45 мм и на ведомом

l₂ = 45,5 мм.

Примем окончательно l₁ = l₂ = 50 мм.

Глубина гнезда подшипника l_г ≈ 1,5·В;

l_г = 1,5·В = 24 мм; примем l_г = 24мм.

Толщину фланца ∆ крышки подшипника принимают примерно равной диаметру d₀ отверстия; в этом фланце ∆ = 9 мм. Высоту головки болта примем

0,7·d_б = 0,7·9 = 6,3 мм. Устанавливаем зазор между головкой болта и торцом соединительного пальца цепи в 10 мм. Длину пальца l примем на 5 мм больше шага t. Таким образом, l= t + 1 = 15,875 + 5 = 20,875 мм.

Измерением находим расстояние l₃ = 53 мм, определяющее положение звездочки относительно ближайшей опоры ведомого вала.