Проектирование механического привода с цилиндрическим соосным редуктором (стр. 7 из 10)

а =

; (4.131)

а =

= 26,475 мм;

26,475 > 8,75;

Тихоходная ступень:

а =

; (4.132)

а =

= 27,35 мм;

27,35 > 8,75;

рис. 4.6 рис. 4.7

Так как, расстояние а, от впадин зубьев до шпоночных пазов в быстроходной и тихоходной ступенях больше 2,5m, то шестерни на этих ступенях будут выполняться съёмными.

Размеры шестерни быстроходной и тихоходной ступеней определены ранее (п. 4.3.2; 4.4.1; 4.4.2).

На торцах зубчатого венца выполнить фаски размером f = (0,5 - 0,7)m, округлив до стандартного значения.

f₁ = 0.7m₁ (4.133)

f₁= 0,7 ^. 3,5 = 2,45 мм; - быстроходная ступень,

f₂ = 0.7m₂ (4.134)

f₂= 0,7 ^. 3,5 = 2,45 мм; - тихоходная ступень,

Принимаем размеры фасок равные 2,5 мм.

Конструкцию кованых зубчатых колес (рис. 4.8) применяют при наружном диаметре d_a менее 500 мм. Так как, наружный диаметр d_a, зубчатых колёс меньше 500 мм, то конструкция колёс будет кованная.

Диаметр ступицы:

d_ст = 1.6 ^. d_к; (4.135)

где: d_к – диаметр ступени вала, предназначенной для посадки колеса (п. 4.4.1; 4.4.2), мм.

d_ст2 = 1,6 ^. 42 = 67,2 мм – быстроходная ступень;

d_ст2 = 1,6 ^. 60 = 96 мм – тихоходная ступень;

рис. 4.8

Длина ступицы l_ст, мм:

l_ст = (1.2 ÷ 1.5) d_к; (4.136)

Если l_ст окажется меньше ширины венца колеса l_ω, то принять l_ст =l_ω:

l_ст2 = 1,5 ^. 42 = 63 мм;

l_ст4 = 1,2 ^. 60 = 72 мм;

Так как l_ст2 < l_ω2, l_ст4 < l_ω4, то принимаем l_ст2 = l_ω2, l_ст4 = l_ω4;

l_ст2 = 78 мм, l_ст2 = 78 мм;

Толщина обода колеса δ₀, мм:

δ₀ = (2,5 ÷ 4,0) ^. m; (4.137)

где: m – модуль передачи, мм:

Величина δ₀ должна быть не менее 8 - 10 мм.

δ₀₁ = 3,0 ^. 3,5 = 12 мм – тихоходная ступень;

δ₀₂ = 3,0 ^. 3,5 = 12 мм – быстроходная ступень;

Диаметр окружности, по которой располагаются центры отверстий D_отв, мм:

D_отв = 0,5 ^. (D₀ + d_ст); (4.138)

где:

D₀ = d_f – 2 ^. δ₀; (4.139)

Быстроходная ступень:

D₀₂ = d_f2 – 2 ^. δ₀₂; (4.140)

D₀₂ = 278,05 – 2 ^. 12 = 254,05 мм;

D_отв2 = 0,5 ^. (254,05 + 67,2) = 160,63 мм;

Тихоходная ступень:

D₀₄ = d_f4 – 2 ^. δ₀₁; (4.141)

D₀₄ = 271,5 – 2 ^. 12 = 247,5 мм;

D_отв4 = 0,5 ^. (247,5 + 96) = 171,75 мм;

Диаметр отверстий d_отв, мм:

d_отв = (15 ÷ 25);

d_отв = 25 мм;

Толщина диска С, мм:

С = (0,2 ÷ 0,3) ^. b_i; (4.142)

где: b_i – ширина венца колеса (см. п. 4.2, 4.3), мм;

Быстроходная ступень:

С₂ = 0,25 ^. b₂ (4.143)

С₂= 0,25 ^. 78 = 19,5 мм;

Тихоходная ступень:

С₄ = 0,25 ^. b₄ (4.144)

С₄ = 0,25 ^. 78 = 19,5 мм;

4.7 Конструирование корпуса редуктора

Рис. 4.9.1.а

Для удобства монтажа деталей корпус обычно выполняют разъёмным (рис. 4.9.1.а) Плоскость разъёма проходит через оси валов и делит корпус на основание (нижнюю часть) и крышку (верхнюю часть).

Толщина стенки корпуса δ_К и крышки δ_1К редуктора, мм:

где: а_ωт – межосевое расстояние тихоходной ступени, мм;

основание редуктора;

δ_К = 0,025 ^. а_ωт + 3; (4.145)

δ_К = 0,025 ^. 196 + 3 = 7,9 мм;

крышка редуктора;

δ_1К = 0,02 ^. а_ωт + 3; (4.146)

δ_1К = 0,02 ^. 196 + 3 = 6,9 мм;

Так в результате расчётов оказалось, что δ_К < 8 мм, и δ_1К < 8 мм, то принимаем, что δ_К = δ_1К = 8 мм.

Толщина верхнего фланца основания корпуса редуктора b, мм:

b = 1.5 ^. δ_К ; (4.147)

b = 1.5 ^. 8 = 12 мм;

Толщина нижнего фланца основания корпуса редуктора p, мм:

p = 2.35 ^. δ_К ; (4.148)

p = 2.35 ^. 8= 18,8 мм;

Толщина фланца крышки редуктора b₁, мм:

b₁ = 1,5 ^. δ_1К ; (4.149)

b₁ = 1,5 ^. 8 = 12 мм;

Толщина рёбер жёсткости основания m и крышки m₁ редуктора, мм:

основание редуктора;

m = (0.85 ÷ 1) ^. δ_К; (4.150)

m = 1 ^. 8 = 8 мм;

крышка редуктора;

m₁ = (0.85 ÷ 1) ^. δ_1К; (4.151)

m₁ = 1 ^. 8 = 8 мм;

Диаметр фундаментных болтов d₁, мм:

d₁ = (0,03 ÷ 0,036) ^. а_ωт + 12; (4.152)

d₁ = 0,03 ^. 196 + 12 = 18,47 мм;

Полученное значение округляем до 18 мм;

Диаметр болтов у подшипников d₂, мм:

d₂ = (0,7 ÷ 0,75) ^. d₁;(4.153)

d₂ = 0.75 ^. 13,85 = мм;

Полученное значение округляем до 14 мм;

Диаметр болтов, соединяющих основание корпуса с крышкой d₃, мм;

d₃ = (0,5 ÷ 0,6) ^. d₁; (4.154)

d₃ = 0,5 ^. 18 = 9 мм;

Полученное значение округляем до 10 мм;

Диаметр винтов, крепящих смотровую крышку d₅, мм;

d₅ = (0.3 ÷ 0.5) ^. d₁; (4.155)

d₅ = 0.4 ^. 18 = 7,39 мм;

Полученное значение округляем до 8 мм;

Расстояние от наружной поверхности стенки корпуса С₁, С₂, С₃, до оси болтов d₁, d₂, d₃, и ширины фланцев корпуса К₁, К₂, К₃, выбираются в зависимости от диаметров болтов d₁, d₂, d₃. Диаметры отверстий под болты принять на 1 мм больше диаметров болтов.

С₁ = 23 мм, К₁ = 44 мм; С₂ = 19,5 мм, К₂ = 36 мм; С₃ = 10 мм, К₃ = 16 мм.

Расположение оси отверстия для болта диаметром d₂ определяется размером е (см. рис. 4.9.2.б):

е ≈ (1 ÷ 1,2) ^. d₂; (4.156)

е ≈ 1 ^. 14 = 14 мм;

Полученное значение округляем до целого числа: 14 мм.

При конструировании крышки определяющим размером является диаметр D отверстия в корпусе под подшипник (см. рис. 4.9.2.б, в). Толщина стенки крышки δ₃, диаметр d₄, и число винтов крепления Z крышки к корпусу в зависимости от D.

Толщина стенки крышки δ₃ = 6 мм;

Диаметр винтов крышки под подшипник d₄ = 8 мм;

Число винтов крепления Z = 4 шт.

б в

Рис. 4.9.2.б, в.

Толщина фланца крышки δ₄, мм:

δ₄ = 1,2 ^. δ₃; (4.157)

δ₄ = 1,2 ^. 6 = 7,2 мм;

Толщина ножки крышки δ₅, мм;

δ₅ = (0,9 ÷ 1,0) ^. δ₃; (4.158)

δ₅ = 1,0 ^. 6 = 6 мм;

Длинна ножки крышки l, мм;

l = (1,2 ÷ 2,0) ^. δ₃; (4.159)

l = 1,5 ^. 6 = 9 мм;

Диаметр окружности, по которой располагаются оси винтов крепления крышки D_В, мм:

D_В = D + 2C₄; (4.160)

где: С₄ ≈ d₄;

D_В1 = 80 + 2 8 = 96 мм;

D_В2 = 80 + 2 8 = 96 мм;

Диаметр фланца крышки D_Ф, мм:

D_Ф = D + (4 ÷ 4,4) ^. d₄; (4.161)

D_Ф1 = 80 + 4 ^. 8 = 112 мм;

D_Ф2 = 80 + 4 ^. 8 = 112 мм;

Диаметр гнезда D_К, мм:

D_К = D_Ф + (2 ÷ 5); (4.162)

D_К1 = 112 + 4 = 116 мм;

D_К2 = 112 + 4 = 116 мм;

Рис. 4.9.3. г

Промежуточная опора (см. рис. 4.9.3 г) сооснорасположенных валов находится внутри корпуса редуктора. В отверстии опоры располагаются подшипники входного и выходного валов, имеющие разные наружные диаметры D₁ и D₃. Расточку отверстия выполняют со сквозным диаметром D₃. Для установки подшипника с меньшим диаметром D₁ применяют кольцо (см. рис. 4.9.3 д). Кольцо фиксируется кольцевым выступом на наружной поверхности, входящим в канавку разъемного корпуса.

Рис. 4.9.3. д, е, ж.

Подшипники доводятся до упора в торцовые поверхности кольца. Формы канавок, выполняемых в кольце, показаны на рис. 4.9.3 е, ж, их размеры приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Размеры канавок, мм

Di	b2	d1	d2	R	R1
Св. 10 до 50	3	Di – 0.5	Di + 0.5	1.0	0.5
Св. 50 до 100	5	Di – 1.0	Di + 1.0	1.6	0.5
Св. 100	8			2.0	1.0

4.8. Компоновочная схема редуктора

Компоновочную схему редуктора выполнять на миллиметровой бумаге формата AI в масштабе 1:1 тонкими линиями (приложение 1), чтобы при необходимости можно было произвести необходимые изменения.

При выполнении компоновочной схемы размеры принимать из таблицы 4.5

Таблица 4.5

Размеры к компоновочной схеме редуктора

Обозначения	Наименование	Примечание
аωб=аωТ	Межосевое расстояние быстроходной и тихоходной ступеней	196 мм
а	Расстояние между торцом колеса и внутренней стенкой редуктора	8 мм
а1	Расстояние между делительным диаметром колеса и стенкой редуктора	а1=а+т=11,5 мм
вi	Ширина венца шестерни	b1=82 мм b3=78 мм
di	Диаметры делительных окружностей зубчатых колес	d1=105,2; d2=286,8; d3=112; d4=280;
l1, l2, l3	Расстояние между центрами подшип-ников и зубчатых колес промежуточ-ного вала	l1 = 59,5 мм, l2 = 148 мм, l3 = 59,5 мм.
Di, dn, Bni;	Диаметры наружного и внутреннего колец подшипников, ширина подшипников	Раздел 4.5
К2, К3	Размеры фланцев редуктора	К2=36 мм; К3=28 мм;
Dф, б4	Размеры крышки подшипника	Раздел 4.7
е	Расстояние между торцами подшипников в промежуточной опоре	е = 8
L4	Расстояние от крышки подшипника до шкива ременной передачи	L4 = 10 мм
L5	Ширина шкива ременной передачи	45 мм.
L6	Расстояние от крышки подшипника до муфты	L6=10мм

4.9 Расчёт валов на совместное действие изгиба и кручения