Проектирование одноступенчатого цилиндрического косозубого редуктора для привода к шнеку-смесителю (стр. 5 из 5)
Sτ=τ-1/ КτД•τа=240/1,57•2,2=69,5
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения вала под шестерней:
S=Sσ•Sτ/
Значительное превышение обусловлено диаметром шестерни
Ведомый вал
Материал вала принимаем по табл. 3.16 [3] сталь 45. Диаметр заготовки неограничен; твёрдость не менее 200 НВ. Пределы выносливости σ-1=250МПа,
τ-1=150Мпа
Сечение под зубчатым колесом.
Определяем суммарный изгибающий момент.
Крутящий момент в сечении вала Т2=163,3 Нм
Осевой момент сопротивления сечения с учётом шпоночного паза:
d=50 мм, b=14 мм, t=5,5 мм
Полярный момент
Амплитуда нормальных напряжений, изменяющаяся по симметричному циклу:
Амплитуда касательных напряжений, изменяющаяся по нулевому циклу:
Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночного паза и установкой колеса на валу с натягом. При наличии на валу двух концентратов напряжения находим коэффициент снижения пределов выносливости для каждого концентратора в отдельности и за расчётные принимаем коэффициенты, которые имеют большее значение снижения пределов выносливости.
Коэффициент снижения пределов выносливости определяем по формулам:
(без поверхностного упрочнения вала (Кv=1)
Для шпоночного паза находим значение эффективных коэффициентов концентрации по табл. 11.3(2).
Для стали при σВ=560МПа по табл. 11.3(2) находим линейной интерполяцией: Кσ=1,69; Кτ=1,46
Коэффициент влияния шероховатости поверхности по табл. 11.4 (2)Кf=1,05
Коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения по табл. 11.3 (2) при dк2=50 мм
Кdσ=0,81 Кτd=0,70
Тогда КσД=1,69/0,81+1,05-1=2,14
КτД=1,46/0,70+1,05-1=2,14
От установки колеса на валу с натягом, коэффициент снижения пределов выносливости в местах напрессовки колеса на вал находим по отклонению
Кσ/Кd и Кτ/Кd по табл. 3.17(3), при dк2=50мм и σВ=560МПа путём линейной интерполяции принимаем: Кσ/Кd =3,45Кτ/Кd=2,55
Тогда КσД=3,45+1,05-1=3,5
КτД=2,55+1,05-1=2,6
В дальнейших расчётах принимаем КσД=3,5 ; КτД= 2,6 от установки колеса на валу с натягом.
Определяем коэффициент запаса прочности (сопротивления усталости) по нормальным и касательным напряжением:
Sσ= σ1/ КσД•σа=250/3,5•10,1=7,1
Sτ =τ-1/ КτД•τа=150/2,6•3,5=16,5
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения вала под колесом:
S=Sσ•Sτ/
Прочность вала обеспечивается.
Проверяем сечение валапод подшипником 3.
Суммарный изгибающий момент
Крутящий момент в сечении вала Тз=163,3 Нм.
Осевой момент сопротивления сечения :
Полярный момент
Амплитуда нормальных напряжений, изменяющаяся по симметричному циклу:
Амплитуда касательных напряжений, изменяющаяся по нулевому циклу:
концентрация обусловлена посадкой внутреннего кольца подшипника на валу с натягом. При этом
; 
находим отношение Кσ/Кd и Кτ/Кd для вала в местах напресовки деталей по табл. 11.2 (2), при dп2=45 мм и σВ=560 МПа путём линейной интерполяции
Кσ/Кd =3.35Кτ/Кd=2,45
Тогда КσД=3,35+1,05-1=3,6
КτД=2,45+1,05-1=2,5
Определяем коэффициент запаса прочности (сопротивления усталости) по нормальным и касательным напряжением:
Sσ= σ-1/ КσДσа=250/3,6•11=6,3
Sτ =τ-1/ КτД•τа=150/2,5•4,5=13,3
Результирующий коэффициент запаса прочности для сечения вала под колесом:
S=Sσ•Sτ/
Прочность обеспечивается.
13. ВЫБОР ПОСАДОК ОСНОВНЫХ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА
электродвигатель кинематический привод редуктор
Посадки назначаем в соответствии с указанными данными в табл. 10.13 (3).
Посадка зубчатых колёс на вал Н7/р6;
посадка звездочки цепной передачи на вал редуктора Н7/h6;
посадка полумуфты Н7/h6;
распорные втулки Н7/h6;
мазеудерживающие кольца, Н8/m8;
распорные кольца, сальники Н8/h8;
шейки валов под подшипники выполняем с отклонением вала К6;
отклонение отверстий в корпусе под наружные кольца подшипников по Н7.
14. СМАЗКА ЗАЦЕПЛЕНИЯ И ПОДШИПНИКОВРЕДУКТОРА
Смазывание зубчатого зацепления производится окунанием зубчатого колеса в масло, заливаемое внутрь корпуса до уровня, обеспечивающего погружение колеса примерно на высоту зуба.
Объём масляной ванны V определяем из расчёта 0.5 л на 1 кВт передаваемой мощности:
V=0,5∙2,491=1,246 л
По табл. 10.8 (3) устанавливаем вязкость масла. При контактных напряжениях σН=450,1 МПа и скорости V=1,37 м/с рекомендуемая вязкость масла должна быть примерно равна 34∙10-6 м2/с.
По табл. 10.10 (3) принимаем масло индустриальное И-40А (по ГОСТ 20799-75).
Камеры подшипников заполняем пластичным смазочным материалом УТ-1 (табл. 9.14 (3)), закладываемым при монтаже передачи.
15. СБОРКА РЕДУКТОРА
Перед сборкой внутреннюю полость корпуса тщательно очищают и покрывают маслостойкой краской.
Сборку производят в соответствии со сборочным чертежом редуктора, начиная с узлов валов:
на ведущий вал насаживают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые в масле до 80…100оС;
в ведомый вал закладывают шпонки и напрессовывают зубчатые колёса до упора в бурт вала; затем надевают распорную втулку и устанавливают мазеудерживающие кольца и шарикоподшипники, предварительно нагретые масле.
Затем ставят крышки подшипников.
Перед постановкой сквозных крышек в проточки закладывают манжетные уплотнения пропитанные горячим маслом.
Собранный ведущий вал устанавливают в крышку корпуса редуктора .
Собранный ведомый вал укладывают в основание корпуса редуктора и надевают крышку корпуса, покрывая предварительно поверхности стыка крышки и корпуса спиртовым лаком. Для центровки устанавливают крышку на корпус с помощью двух конических штифтов. Проверяют проворачивание валов, отсутствие заклинивания подшипников (валы должны проворачиваться от руки)
Далее на выходные концы ведомого и ведущего валов в шпоночные канавки закладывают шпонки, устанавливают звёздочку и полумуфту.
Затем ввёртывают пробку маслоспускного отверстия с прокладкой.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
А.Е. Шейнблит. Курсовое проектирование деталей машин - М: Высшая школа, 1991.
Н.Г. Куклин, Г.С. Куклина. Детали машин - М: Высшая школа, 1987.
С.А. Чернавский. Курсовое проектирование деталей машин. М - Машиностроение, 1988.
А.И. Аркуша, М.И. Фролов. Техническая механика. М – Высшая школа, 1983.