Проектирование привода общего назначения (стр. 8 из 10)

Рисунок 4 - Расчетная схема ведущего вала.

Рисунок 5 - Расчетная схема ведомого вала.

10. ВТОРОЙ ЭТАП КОМПОНОВКИ РЕДУКТОРА

Второй этап компоновки имеет целью, конструктивно оформит зубчатые колёса, валы, корпус, подшипниковые узлы и подготовить данные для проверки прочности валов и некоторых других деталей.

Порядок выполнения следующий.

Вычерчиваем шестерню и колесо по конструктивным размерам, найденным ранее в пункте 5 курсового проекта. Шестерню выполняем за одно целое с валом.

Конструируем узел ведущего вала.

а) Наносим осевые линии, удалённые от середины редуктора на расстояние

=95мм.

Используя эти осевые линии, вычерчиваем в разрезе подшипники качения (можно

вычерчивать одну половину подшипника, а для второй половины нанести габариты);

б) Между торцами подшипников и внутренней поверхностью стенки корпуса вычерчиваем мазеудерживающие кольца. Их торцы должны выступать внутрь корпуса на 1-2мм от внутренней стенки. Тогда эти кольца выполнят одновременно роль маслоотбрасывающих колец. Для уменьшения числа ступеней вала кольца устанавливаем на тот же диаметр, что и подшипники. Фиксация их в осевом направлении осуществляется заплечиками вала и торцами внутренних колец подшипников;

в) Вычерчиваем крышки подшипников с уплотнительными прокладками (толщиной 1мм) и болтами. Болт условно заводится в плоскость чертежа, о чем свидетельствует вырыв на плоскости разъема.

Войлочные и фетровые уплотнения применяют главным образом в узлах, заполненных пластичной смазкой. Уплотнения манжетного типа широко используют как при пластичных, так и при жидких смазочных материалах;

Аналогично конструируем узел ведомого вала. Обратим внимание на следующие особенности.

а) Для фиксации зубчатого колеса в осевом направлении предусматриваем утолщение вала с одной стороны и установку распорной втулки с другой; место перехода вала смещаем на 2-Змм внутрь подшипника с тем, чтобы гарантировать прижатие мазеудерживающего кольца к торцу втулки (а не к заплечику вала);

б) Отложив от середины редуктора расстояние I2 =95мм, проводим осевые линии и вычерчиваем подшипники.

На ведущем и ведомом валах применяем шпонки призматические со скругленными торцами. Вычерчиваем шпонки, принимая их длины на 5 - 10мм меньше длин ступиц.

11. ПРОВЕРКА ШПОНОЧНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Выбираем шпонки призматические со скруглёнными торцами. Размеры сечений шпонок и пазов и длины шпонок по ГОСТ 23360 - 78 в соответствии с таблицей 8.9 [1].

Параметры шпонок сведем в таблицу 3.

Таблица 3 - Параметры шпонок

Диаметр вала в месте установкишпонки, мм	Сечение шпонкиbxhxl, мм	Глубина паза		Фаскаs х 45
		вала , мм	втулка , мм
	14 х 9 х 125	5,5	3,8	0,25 – 0,40
	18 х 11 х 100	7,0	4,4	0,25 – 0,40
	20 х 12 90	7,5	4,9	0,40 – 0,60

Материал шпонок сталь - 45 нормализованная.

Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле (11.1):

(11.1)

Допускаемые напряжения смятия при стальной ступице

= 100 - 200MПa.

Проведем проверку шпонки на ведущем валу.

Проверим шпонку под ведомым шкивом ременной передачи. Диаметр вала равен

мм, вращающий момент на валу

Длину шпонки выбираем в зависимости от длины ступицы шкива, которая равна 136мм, длина шпонки составит l=125мм;

<100 – 120МПа

Условие

< выполнено.

Ведомый вал.

Из двух шпонок под зубчатым колесом и под звездочкой более нагружена вторая (меньше диаметр вала, поэтому меньше размеры поперечного сечения шпонки). Проверим шпонку под звездочкой. Диаметр вала

=65 мм; вращающий момент Длину шпонки выбираем в зависимости от длины ступицы звездочки, которая равна 104 мм, длина шпонки составит l = 100мм.

<120МПа

Условие

< выполнено.

12. УТОЧНЁННЫЙ РАСЧЁТ ВАЛОВ

Уточнённый расчёт состоит в определении коэффициентов запаса прочности S для опасных сечений и в сравнении их с допускаемым значением

Прочность соблюдена при S > .

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные - по отнулевому (пульсирующему).

Будем производить расчёт для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал.

Материал вала тот же, что и для шестерни, т.е. сталь 45. Термическая обработка улучшение.

В соответствии таблицей 3.3. [1] при диаметре заготовки более 120 мм, а в нашем случае

среднее значение предела прочности равно .

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба определим по формуле (12.1):

(12.1)

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений определим по формуле (12.2):

(12.2)

Сечение A-A (рисунок 4).

Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом. Диаметр вала в этом сечении равен 55мм. В соответствии с таблицей 8.7 [1] имеем отношение коэффициента концентрации напряжений к масштабному фактору:

;

Принимаем в соответствии с рекомендациями на с.166 [1] коэффициент для углеродистых сталей

= 0,15 и .

Изгибающий момент определим по формуле (12.3):

(12.3)

где

- нагрузка на вал от ременной передачи, = 2718Н;

- длина выходного конца ведущего вала, равная ширине шкива ременной передачи,

= 82мм

Осевой момент определим по формуле (12.4):

(12.4)

где

- диаметр вала под подшипник, = 55мм;

Амплитуда нормальных напряжений определим по формуле (12.5):

(12.5)

где

- изгибающий момент, ;

W - осевой момент, W

мм3.

Осевая нагрузка на вал

= 1279,4Н мала, следовательно, среднее напряжение цикла нормальных напряжений принимаем =0

Полярный момент сопротивления определим по формуле (12.6):

(12.6)

Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений определим по формуле(12.7):

(12.7)

где

- вращающий момент на ведущем валу,

Wp - полярный момент сопротивления, Wр