Проектирование мотор-редуктора (стр. 4 из 9)

Диаметр вала d	10-48	50-100
Ширина канавки b	3	5
Радиус закругления r	1,0	1,6
Диаметр канавки d1	d–0,5	d–1,0

4.1.2 Ведущий вал

Рис. 4.3. Предварительная компоновка ведущего вала

Диаметр выходного вала червяка:

мм.

где -

мм. диаметр выходного вала электродвигателя.

Диаметр шеек под подшипники принимаем

мм.

Предварительно принимаем

мм.

По табл. приложений 4 [1] предварительно принимаем длину выходного конца быстроходного вала

мм.

Расстояние между опорами реакции подшипников вала принимаем

конструктивно

=300 мм.

Для увеличения прочности вала примем, что червяк изготовлен как одно целое валом. Материал червяка – сталь 40ХН с поверхностной закалкой до твердости 48…53 HRC с последующей шлифовкой. Степень точности изготовления червяка – 8. Механические свойства в табл. 4.3.

Таблица 4.3Механические характеристики материала валов

Марка стали	Диаметр заготовки, мм	Твердость HB (не менее)	Механические характеристики, МПа					Коэффи-циент
40ХН		270	920	750	450	420	230	0,10

4.1.3 Ведомый вал

Рис. 4.4. Предварительная компоновка ведомого вала

Диаметр выходного конца ведомого вала при

=25 МПа

мм.

Округляем до ближайшего большего стандартного значения из 2-го ряда:

мм.

диаметр шеек под подшипники принимаем

мм.

диаметр под колесом

мм.

длина ступицы

мм.

окончательно принимаем

мм.

По табл. приложений 4 [1] предварительно принимаем длину выходного конца тихоходного вала

мм.

Материал вала – сталь 40ХН с поверхностной закалкой до твердости 48…53 HRC с последующей шлифовкой. Степень точности изготовления вала – 8. Механические свойства в табл. 4.3.

5. Подбор соединительной муфты

5.1 Выбор муфты

Соединение валов электродвигателя и входного вала редуктора – глухая муфта, образующая жесткое и неподвижное соединение валов (глухое соединение). Скрепление втулки с валами с помощью шпонки. Прочность муфты определяется прочностью шпоночного соединения, а также прочностью втулки.

5.2 Подбор шпонок и проверочный расчет шпоночного соединения

Для выходного конца быстроходного вала

мм; передающего вращающий момент Н∙м.

По табл. приложений 7 [2] выбираем призматическую шпонку со скругленными концами (по ГОСТ 23360-78 исполнение 1, рис. 5.1):

b = 10 мм. – ширина шпонки,

h = 8 мм. – высота шпонки,

t = 5 мм. – глубина паза на валу,

t1 = 3,3 мм. – глубина паза на муфте,

Радиус закругления пазов 0,16<r<0,25(мм) (интерполяция),

Учитывая длину вала

мм, принимаем длину шпонки мм.

Расчетная длина шпонки:

мм.

Принимая материал шпонки сталь 45 с пределом текучести

МПа, допускаемое напряжение МПа для стали.

Проверим соединение на смятие:

=8,4 МПа.

– прочность шпоночного соединения

обеспечена.

Напряжение среза:

2,27 МПа.

где

- площадь среза шпонки:

мм2.

– прочность шпоночного соединения обеспечена.

6. Выбор подшипников

6.1 Подбор подшипников

6.1.1 Ведущий вал

Предварительно примем роликовые радиально-упорные конические подшипники, однорядные. Тип 7209, ГОСТ 333-79, легкая серия табл. 6.1. Данные подшипники предназначены для восприятия совместно действующих радиальных и осевых нагрузок. Нагрузочная способность радиально-упорных роликоподшипников выше, чем радиально-упорных шариковых подшипников.

Таблица 6.1.Подшипники роликовые конические однорядные (по ГОСТ 333-79)

Подшипник 7209 ГОСТ 333-79
Обозначение	d	D	B	C	T	r	Грузоподъемность, kН		Масса, кг
							Сr	С0r
7209	45	85	19	16	20,75	2	50,0	33,0	0,48	Легкая серия диаметров 2, серия ширин 0. Угол α = 12÷18º
Подшипник 7214 ГОСТ 333-79
7214	70	125	26	21	26,25	2,5	96,0	82,0	1,33	Легкая серия диаметров 2, серия ширин 0. Угол α = 12÷18º

6.1.2 Ведомый вал

Предварительно примем роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 7214, ГОСТ 333-79, легкая серия табл. 6.1.

6.2 Выбор схемы установки подшипников, способа их закрепления на валу и в корпусе

6.2.1 Схема установки подшипников

Для фиксации валов и осей относительно корпуса механизма, наружное кольцо закрепляем в корпусе, внутренне – на валу. При закреплении внутреннего кольца на валу для упрощения крепления на валу выполняется буртик, подшипник устанавливают на вал по посадке с натягом. Подшипник упирают в буртик, другой стороны поджимают крышкой (рис. 6.1).

6.2.2 Способ установки подшипников

Способ установки подшипников зависит от условий работы. Короткие валы, у которых температурное расширение вызывает небольшие осевые деформации, устанавливают по схеме «враспор». При установке «враспор» (рис. 6.2) требуется минимальное количество крепежных деталей, поэтому такая схема наиболее распространена в редукторах.

6.2.3 Составление расчетных схем для валов и определение реакций в опорах. Расчетная долговечность.

6.2.3.1 Ведущий вал

Рис. 6.3. Расчетная схема для ведущего вала

Осевая сила на червяке равная окружной силе на колесе:

H.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

Н.

Радиальная сила: