Проектирование одноступенчатого цилиндрического редуктора

 

3.3.ПОПЕРЕДНІЙ РОЗРАХУНОК ВАЛІВ ТА ПІДШИПНИКІВ

 

Проектування валів починається  з попереднього визначення діаметрів  вихідних кінців та розрахунку на чисте  кручення за зниженою допустимою напругою без урахування впливу вигину. Допустима  напруга на кручення для сталі 45 приймаємо:

- для ведучого валу, який  навантажено клиноремінною передачею:

 

- для веденого валу:

 

Діаметр вихідного кінця  ведучого валу:

d₁= = 10 ∙ 2.9 = 29 ≈ 30мм.

 

Приймаємо 30 мм.

Діаметр вихідного кінця  веденого валу:

d₁= = 10 ∙ 3,8 = 38мм.

 

Приймаємо .

Для облегшення монтажу підшипників, зубчастих колес та інших деталей  застосовують й східчасту конструкцію  вала. Для зручності з’єднання  вала редуктор з валом електродвигуна стандартною муфтою дотримуються умови, щоб діаметри з’єднуваних валів  мали розміри, що відрізняються не більш  ніж на 20%.

 

 

Діаметри східців повідного  вала:

 

d₁₁=d₁ + 20% = 30 + 20% ≈ 35мм

           d₁₂ = d₁₁ + 20% = 35 + 20% = 42 ≈ 40мм

                         d₁₃ = d₁₂+ 20% = 40 + 20% = 48 ≈ 50мм (буртик)

          d₁₄ = d₁₂ – 15% = 40 – 15% = 34 ≈ 35мм

 

Діаметри східців веденого вала:

d₂₁=d₂ + 20% = 38 + 20% = 46,6 ≈ 45мм

                         d₂₂ = d₂₁ + 20% = 45 + 20% = 54≈55мм

             d₂₃ = d₂₂+ 20% = 55 + 20% = 66 ≈ 65мм (буртик)

                d₂₄ = d₂₂ – 15% = 55 – 15% = 46,75 ≈ 45мм

Довжини східців повідного  вала:

l₁₁ = 70 мм (довжина вихідного кінця вала)

l₁₂ = 2 + B_п + В_кр + В_к+В_км + 15= 2+21+18+8+10 + 15 = 74мм

l₁₃ = 50мм (ширина зубчастого колеса - 2 мм = (52 – 2))

l₁₄ = 10мм (буртик)

l₁₅ = B_п +В_км + ф = 21 + 10 + 2 = 33мм

 

Довжини східців веденого вала:

l₂₁ = 80мм(довжина вихідного кінця вала)

l₂₂ = 2 + B_п + В_кр + В_к+В_км + 20 = 2 +25 + 23 + 8 + 10 + 20 = 88мм

l₂₃ = 68мм (ширина зубчастого колеса - 2 мм  = (70 – 2))

l₂₄ = 10мм (буртик)

l₂₅ = B_п +В_км + ф = 25 + 10 + 2 = 37мм

ДеB_п – ширина підшипника, визначається за діаметром вала по     ГОСТ 8338-75.

Конструктивні елементи та всі параметри вала визначаються конструктивно при виконанні  ескізної компоновки редуктора. Посадкові діаметри вала під підшипники та зубчаті колеса приймають на 10 ... 15% більше отриманого розрахунком вихідного кінця валу d.

Визначаємо    внутрішні    діаметри    підшипників,    конструктивно збільшивши отримані розрахунком вихідних кінців валів, мм:

 

За   внутрішніми   діаметрами   підшипників   приймаємо   радіальні шарикопідшипники відповідно до ДСТУ 8338-75 середньої серії (табл.1)

Таблиця 1. Параметри підшипників

 

d –номінальний діаметр отвору внутрішнього кільця;

D – номінальний діаметр зовнішній циліндричної поверхні зовнішнього кільця;

В – номінальна ширина підшипника;

 

Визначаємо посадкові  діаметри валів під зубчаті колеса:

 

Діаметр буртика визначається конструктивним забезпеченням надійного  контакту торців валів із мазеутримуюючим  кільцем або маточиною зубчастого колеса:

 

 

3.4 РОЗРАХУНОК ШПОНОК ВАЛІВ

Шпонки на вихідних кінцях валів та під зубчасті колеса вибирають  по

ГОСТ 23360-78.

Рис.2. Шпонки призматичні  ГОСТ 23360-78

Довжину шпонки назначають із стандартного ряду приблизно на 5-10мм менше маточини колеса або шестерні. [З, стр.170]

Напруга зминання вузьких  граней шпонки не повинна перевищувати допустиме значення, тобто треба, щоб задовольнялася умова:

 

де  Т - обертаючий момент, який передається, Н*мм; d - діаметр валу у місці установки шпонки;

площа зминання - робоча довжина шпонки: - при округлених торцях.

При стальній маточині та спокійному навантаженню допустима напруга  зминання при коливаннях навантаження треба зменшувати на 20-25%; при ударному навантаженню зменшувати на 40-50%; для насаджених на вал чавунних деталей зазначене значення зменшувати вдвічі.

З урахуванням приведених вище формул, маємо 

 

Перевіримо шпонки на зминання:

 

Для повідного вала:

Діаметр вала 40мм; довжина 50мм

Напруга зім’яла вузьких граней шпонки:

;

Приймаємо шпонку з округленими кінцями довжиною 45мм, при цьому

.

Діаметр вала 30мм; довжина 45мм

Напруга зім’яла вузьких граней шпонки:

;

Приймаємо шпонку з округленими кінцями довжиною 45мм, при цьому

.

 

Для веденого вала:

 

Діаметр вала 50мм; довжина 63мм

Напруга зім’яла вузьких граней шпонки:

;

Приймаємо шпонку з округленими кінцями довжиною 63мм, при цьому

.

 

Діаметр вала 38мм; довжина 63мм