Назначаем по ГОСТ 8338-75 (таблица 19.18/1/)
– для быстроходного вала № 209 b=19 мм;
– для тихоходного вала № 212 b=22 мм.
Схема установки – враспор.
6.1 Выбор подшипника. для тихоходного вала
Учитывая сравнительно небольшую осевую силу назначаем по [10] для тихоходного вала шариковые радиальные однорядные подшипники легкой серии, условное обозначение 212со следующими характеристиками:
Внутренний диаметр подшипника, d =60 мм;
Наружный диаметр подшипника, D =110 мм;
Ширина подшипника, B = 22 мм;
Фаска подшипника, r = 2,5 мм;
Динамическая грузоподъемность: Cr = 52 кН
Статическая грузоподъемность: Со =31 кН
Определяем ресурс подшипника
n=38,217об/мин
p=3
a1=1 – коэффициент надежности
a2=0.75 – коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации
Находим отношение
По таблице16.5 /2/ находим параметр осевой нагрузки: е = 0,42
При коэффициенте вращения V=1 (вращение внутреннего кольца подшипника)
Находим отношение:
По таблице 16.5 /2/:
Коэффициент радиальной силы Х = 1
Коэффициент осевой силы Y = 0
Находим эквивалентную динамическую нагрузку:
Рr = (Х.V.Fr + Y.Fa). К 
. Кб (формула 16.29/2/)
По рекомендации к формуле 16.29 /2/:
К
= 1 – температурный коэффициент; Кб = 1,4 – коэффициент безопасности;
Рr = 1*6124,272*1.*1,4 = 8573,982Н
где L – ресурс, млн.об.
a1 – коэффициент надежности
a2–коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации
p=3 (для шариковых)
а1 = 1 ( рекомендация стр.333/2/)
а2 = 0,75 (табл. 16.3 /2/);
(формула 16.28/2/)
Lh= 10000 ч (табл. 16.4/2/)
млн.об.
6.2 Выбор подшипника. для быстроходного вала
Учитывая сравнительно небольшую осевую силу назначаем по [10] для тихоходного вала шариковые радиальные однорядные подшипники тяжелой серии, условное обозначение 209 со следующими характеристиками:
Внутренний диаметр подшипника, d = 45 мм;
Наружный диаметр подшипника, D =85 мм;
Ширина подшипника, B = 19 мм;
Фаска подшипника, r = 2 мм;
Динамическая грузоподъемность: Cr = 33,2 кН
Статическая грузоподъемность: Со =18,6 кН
Определяем ресурс подшипника
n=214,286 об/мин
Pr = XVFrx Кбx Кт (16.29 [2])
Для чего находим суммарную радиальную реакцию в опоре А:
При коэффициенте вращения V = 1 (вращение внутреннего кольца подшипника)
При этом по табл. 16.5 [2]:
Коэффициент радиальной силы Х = 1
По рекомендации к формуле 16.29 [2]:
К
= 1 - температурный коэффициент; Кб = 1,4 - коэффициент безопасности;
Рr = 1 х 1 х 3674,769 х 1,4 х 1 =5144,677Н
где L – ресурс, млн.об.
a1 – коэффициент надежности
a2–коэффициент совместного влияния качества металла и условий эксплуатации
p=3 (для шариковых)
а1 = 1 ( рекомендация стр.333/2/)
а2 = 0,75 (табл. 16.3 /2/);
(формула 16.28/2/)
Lh= 10000 ч (табл. 16.4/2/)
млн.об.
7. Расчет соединений
7.1 Расчет шпоночных соединений
Найдем диаметр в среднем сечении конического участка длиной l=83 мм на тихоходном валу.
Шпонка призматическая (таблица 19.11/1/):
Длину шпонки принимаем 70 мм, рабочая длина lр=l-b=54 мм.
Найдем диаметр в среднем сечении конического участка длиной l=68мм на быстроходном валу.
Шпонка призматическая (таблица 19.11/1/):
Длину шпонки принимаем 59 мм, рабочая длина lр=l-b=47 мм.
7.2 Выбор муфты
Для данного редуктора выберем упруговтулочную пальцевую муфту. Ее размеры определяем по таблице 15.2/1/
Нагрузка между пальцами:
Расчет на изгиб:
Для удобства сборки корпус выполнен разъемным. Плоскости разъемов проходят через оси валов и располагаются параллельно плоскости основания.
Для соединения нижней, верхней частей корпуса и крышки редуктора по всему контуру разъема выполнены специальные фланцы, которые объединены с приливами и бобышками для подшипников. Размеры корпуса редуктора определяются числом и размерами размещенных в нем деталей и их расположением в пространстве.
К корпусным деталям относятся прежде всего корпус и крышка редуктора, т.е. детали, обеспечивающие правильное взаимное расположение опор валов и воспринимающие основные силы, действующие в зацеплениях.
Корпус и крышка редуктора обычно имеют довольно сложную форму, поэтому их получают методом литья или методом сварки (при единичном или мелкосерийном производстве).
8.1 Смазка редуктора
В настоящее время в машиностроении широко применяют картерную систему смазки при окружной скорости колес от 0,3 до 12,5 м/с. В корпус редуктора заливают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении внутри корпуса образуется взвесь частиц масла в воздухе, которые покрывают поверхность расположенных внутри деталей.
Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Принцип назначения сорта масла следующий: чем выше контактные давления в зубьях, тем большей вязкостью должно обладать масло, чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла.
Поэтому требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружности скорости колес.
Окружная скорость колес ведомого вала у нас определена ранее: V2 = 0,7 м/сек. Контактное напряжение определена [
н] = 694 МПа. Теперь по окружности и контактному напряжению из табл.8.1 /4/ выбираем масло И-Г-А-46.
Наименьшую глубину принято считать равной 6 модулям зацепления от дна корпуса редуктора.
Наибольшая допустимая глубина погружения зависит от окружной скорости колеса. Чем медленнее вращается колесо, тем на большую глубину оно может быть погружено.
6m ≤ hM ≤ 2/3d2
Определяем уровень масла от дна корпуса редуктора:
h = в0 + hм =10 + 35 = 45 мм
в0 – расстояние от наружного диаметра колеса до дна корпуса
в0 ≥ 6 х m ≥ 6 х 2 ≥ 12 мм
Объем масляной ванны
мм3
Объем масляной ванны составил ≈ 1,3 л.
Способ контроля уровня смазки зубчатых колес
Для контроля уровня масла в корпусе необходимо установить жезловый маслоуказатель.
Также в нижней части корпуса редуктора предусмотрено отверстие с пробкой для слива отработанного масла, а на крышке редуктора – отдушина для снятия давления в корпусе, появляющегося от нагрева масла и воздуха при длительной работе. Отдушину можно также использовать в качестве пробки, закрывающей отверстие для заливки масла.
Подшипники смазывают тем же маслом, что и детали передач. Другое масло применяют лишь в ответственных изделиях.
При картерной смазке колес подшипники качения смазываются брызгами масла. При окружности вращения колес V> 1 м/с брызгами масла покрываются все детали передач и внутренние поверхности стенок корпуса. Стекающее с колес, валов и стенок корпуса масло попадает в подшипники.
Так как смазка жидкая, для предохранения от ее вытекания из подшипниковых узлов, а так же для их защиты от попадания извне пыли, грязи и влаги торцовые крышки установим с жировыми канавками, которые заполним густой консистентной смазкой.
Операции по сборке узла ведомого вала осуществляют в следующем порядке:
установить шпонку в паз на диаметр вала для цилиндрического колеса;
установка цилиндрического колеса;
установка подшипников до упора в заплечики, осевой зазор регулируется при установке крышек с помощью набора тонких металлических прокладок;
укладка вала в бобышки нижнего корпуса;
установка и крепление верхнего корпуса;
установка и крепление крышек, фиксирующих подшипники (жировые канавки сквозной крышки перед установкой забить консистентной смазкой);
установка шпонки в паз на выходной конец вала.
Библиография
Иванов М.Н. Детали машин. Высшая школа, М.:Высш. шк.,2000.-383 с.
Дунаев П.Ф. , Леликов. О.П. Детали машин. Курсовое проектирование. Высшая школа, 1984.-465 с..
Феодосьев В.И. Сопротивление материалов. М., 1989.-263 с..
Марочник сталей и сплавов. Справочник / Под редакцией В.Г. Сорокина, М., Машиностроение, 1989.-412с.