Технические расчеты
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Рейтинг 3.54 (14 Голосов)

Расчет редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами

Цель настоящих методических указаний – ознакомится с методикой расчета редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами. Расчет редукторов выполняется студентами специальности 1202 после изучения первой части курса для закрепления практических навыков, наиболее часто встречающихся, деталей строительных машин.

Исходные данные:

image001_20_35fa49a552e0222a746556d8ce149e01 Расчет редуктора-мощность на ведущем валу, кВт;

image002_24_93f54ba72781e80aade33f76acd7363a Расчет редуктора-частота вращения ведущего вала, об/мин;

image003_23_f4a6006da35399c5d6528778f05448e0 Расчет редуктора-частота вращения ведомого вала, об/мин;

image004_21_c672e9b7476c4341e60563eddc3fb58b Расчет редуктора-редуктор одноступенчатый;

image005_21_c19ccfafcdc4be165def92b425897fb6 Расчет редуктора-редуктор двухступенчатый;

Вращающий момент Т, image006_20_4afec0a1df711089f261bba1df8aef26 Расчет редуктора, на валу определяется через мощность N и частоту вращения этого вала n

image007_19_44227561c8101c6a5135b88341308b4c Расчет редуктора

Порядок расчета редукторов:

 

1.Определение передаточного числа редуктора

 image008_16_8a26eeb5d09b651b984e45bbb9afb225 Расчет редуктора

 

2.Разбивка передаточного числа редуктора на передаточные числа отдельных пар

image009_17_cbf54b732a91bb4483822b5d71973d4a Расчет редуктора

Где image010_16_6d346583030c4b64d07dadc798d64154 Расчет редуктора- передаточное число первой (быстроходной) пары;

image011_16_570142622b5846c84bc7297d89e07b71 Расчет редуктора- передаточное число второй (тихоходной) пары;

По ГОСТ 2185-66 установлены значения передаточных чисел редукторов; причем при image012_17_8d27f78165dfdcbf379685370f7c3207 Расчет редуктора допускается отклонение расчетного значения от стандартного на image013_17_296c9616e1fd921f22a67d77e8d5189b Расчет редуктора.

Разбивку общего передаточного числа редуктора на передаточные числа отдельных пар можно также производить с учетом зависимости

image014_16_11586c920b54cfd8d962a7c66bd70381 Расчет редуктора

В сносных редукторах

image015_15_27a7c80cb8c01b37f1f44aecb4f28786 Расчет редуктора

 
3.Расчет зубчатого зацепления первой пары редуктора.

А. Определение межцентрового расстояния (по контактным напряжениям), мм:

image016_16_c98cc0cb6b3c1252a76238dc170d7b69 Расчет редуктора,

Где image017_16_07f7f60816eb73e9af05b084bae6937d Расчет редуктора- межцентровое расстояние;

image010_16_6d346583030c4b64d07dadc798d64154 Расчет редуктора- передаточное число рассчитываемой пары;

image018_13_b1a79e3aaf7cec8587fdcee0d1029009 Расчет редуктора- знаки для передачи с наружным и внутренним зацеплением(“+”- наружное зацепление, “-”- внутреннее зацепление);

image019_13_75a940c971a2300d8dd41af6fd828851 Расчет редуктора- вращающий момент на ведущем валу, image006_20_4afec0a1df711089f261bba1df8aef26 Расчет редуктора;

image020_14_5b5968af57b17698bc3f5936c603cf3a Расчет редуктора- 1…1,5- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине венца(для приближенной оценки величины image020_14_5b5968af57b17698bc3f5936c603cf3a Расчет редуктора рекомендуют графики, разработанные на основе расчетов и практики эксплуатации. Для предварительных расчетов можно принимать image020_14_5b5968af57b17698bc3f5936c603cf3a Расчет редуктора=1,2)

Коэффициент ширины колеса относительно межосевого расстояния

image021_13_bfee7f46d32844ee8527f95a71d2826e Расчет редуктора,

Где image022_14_69584d1b251631e3632d80cbe40ad2f9 Расчет редуктора- рабочая ширина венца.

Ориентировочно можно принимать:

image023_13_7bed925c622c29fab80ed085b1a8647b Расчет редуктора0,1…0,3 – для легких редукторов;

image023_13_7bed925c622c29fab80ed085b1a8647b Расчет редуктора0,4…0,6 – для средних редукторов;

image023_13_7bed925c622c29fab80ed085b1a8647b Расчет редуктора0,7…1,2 – для тяжелых редукторов;

Меньшее значение image024_13_a78a9898a5c0137eb2c795759f31eab1 Расчет редуктора применяют для прямозубых колес, больше – для косозубых и шевронных.

image025_13_81f5e5ddaeb7beb323fb2b35f0eed231 Расчет редуктора- вспомогательный коэффициент

image026_13_3de68d16e55ff7cbc44282ffe12ee644 Расчет редуктора;

Где image027_11_50ff533077b091d4b0bb232007dbb4d9 Расчет редуктора- коэффициент, учитывающий форму сопряжения поверхностей зубьев в полюсе зацепления;

image028_11_cff461080566059913865bf3231cc2d4 Расчет редуктора- коэффициент, учитывающий механические свойства материалов сопряженных зубчатых колес;

image029_10_9abd496a7668cff3631b457a7f8ab8ac Расчет редуктора- коэффициент, учитывающий суммарную длину контактных линий;

image030_10_ce6e4e3bc2e8e4c593762b3d8c0c3ae2 Расчет редуктора- коэффициент динамической нагрузки, учитывающий влияние динамики на прочность зубьев по контактным напряжениям:

image031_9_5d9880ee458bc2a364184fd44850dd39 Расчет редуктора490 МПа1/3 – для стальных прямозубых колес;

image031_9_5d9880ee458bc2a364184fd44850dd39 Расчет редуктора430 МПа1/3 – для стальных косозубых колес;

image032_9_6ec4ad7f3c8280f84f867daa0d8cd524 Расчет редуктора- допустимое контактное напряжение, МПа, определяется по формулам соответственно для прямозубых и косозубых передач, раздельно для шестерни и колеса.

Например, для прямозубых передач

image033_9_cb1a73529e4be748e4644ccf9894efbf Расчет редуктора

Где image034_9_7050efc1b793ef0d5fc8fcc060899f7b Расчет редуктора- предел контактной выносливости поверхностей зубьев;

image035_8_8343a26084bdb765055599ae5e493832 Расчет редуктора- коэффициент безопасности;

image036_8_a493d375cddb225c083f23d0f78a30b7 Расчет редуктора- коэффициент, учитывающий шероховатость сопряженных поверхностей зубьев;

image037_7_f14774fd8299dbf12340c8cdf0160587 Расчет редуктора- коэффициент, учитывающий окружную скорость;

image038_7_a61841fade3c04d450a4c6841e3ea344 Расчет редуктора- коэффициент, учитывающий влияние смазки;

image039_7_c474c0b3748ab498182b192a3f87096e Расчет редуктора-коэффициент, учитывающий размер зубчатого колеса;

Для предварительных расчетов image032_9_6ec4ad7f3c8280f84f867daa0d8cd524 Расчет редуктора можно принимать для наиболее слабого материала зубчатой пары. Исходя из (image032_9_6ec4ad7f3c8280f84f867daa0d8cd524 Расчет редуктора) предела прочности:

image040_7_de08c30709de9cc2f865ecd3de46112e Расчет редуктора image041_7_8177c7ed1711e113d322a54ea9a87999 Расчет редуктора- для прямозубых колес;

image042_7_1349c6217aa967c07ed62379006af7b0 Расчет редуктора - для косозубых колес;

image043_6_8b37d4d31f01ea7df8819e94506a43a9 Расчет редуктора- предел выносливости материала зубьев при симметричном цикле изгиба.

image044_4_cf40da747a4855a9eedb7b3ccf3cb83d Расчет редуктора- для углеродистой стали;

image045_5_5b90460272fbad84122970b5f37814f0 Расчет редуктора+ (70…120) МПа – для легированной стали.

image046_5_c0e61550802c56c3962d331c62f84225 Расчет редуктора- предел прочности (МПа)

(image047_5_2b93435b0dd594948b974ff5cffea8ce Расчет редуктора= 0,1 МПа)

Найденное расчетное значение image017_16_07f7f60816eb73e9af05b084bae6937d Расчет редуктора межцентрового расстояния округляют до величины, кратной 5, или стандартного значения по гост ГОСТ 2185-66.

 

Б. Определение модуля зацепления при прямозубых колесах

image048_5_eec2a0e2974f6f1bb56b3bf001099818 Расчет редуктора;

При косозубых колесах

image049_5_72c48f581e1a955f9c6b33715d598096 Расчет редуктора,

Где Z – число зубьев зубчатых колес;

image050_5_2dd7546787f862ad622b71931ce7e2e3 Расчет редуктора20…30 при расчете первой пары;

image050_5_2dd7546787f862ad622b71931ce7e2e3 Расчет редуктора17…24 при расчете последующих колес;

image051_4_59d8ef3ad7ae31cdbd8df4608159b1d5 Расчет редуктора

Нормальный модуль

image052_4_faeb32dc462984000d91d29e73988b04 Расчет редуктора,

Где image053_3_f13a8c6908d1cebcb2ccec93e8bcdea0 Расчет редуктора-угол наклона зубьев к образующей цилиндра,

image053_3_f13a8c6908d1cebcb2ccec93e8bcdea0 Расчет редуктора=8…20

Число принимают стандартное значение image054_3_a42d11a5f4d5fd2f3171343d12decd72 Расчет редуктора,cosimage053_3_f13a8c6908d1cebcb2ccec93e8bcdea0 Расчет редуктора=0,99.

Если определенные расчетом значения m и image055_4_8e69ea9561bbf71b5613ab02a1a8cbee Расчет редуктораоказались нестандартными, их необходимо округлить до значений по ГОСТ 9563-60; при этом нужно определить действительное межцентровое расстояние:

image056_2_5d817cae992e96227e1de455bdbe8b91 Расчет редуктора; image057_4_a87995383371004563cf6076217b3821 Расчет редуктора.

 

В. Проверка зубчатого зацепления из условия выносливости зубьев при изгибе (производится обычно для шестерни), мм:

image058_3_9ac1d26bedefd564d3dda9a9bc29dab3 Расчет редуктора

Где m - модуль;

image059_3_0f2dcef5e2a8597a1d9a59c8b634afe2 Расчет редуктора- вспомогательный коэффициент; ориентировочно можно принимать:

image060_1_0c96b6e9f7e34fb465246375eaf7b51e Расчет редуктора1,4 – для прямозубых передач;

image060_1_0c96b6e9f7e34fb465246375eaf7b51e Расчет редуктора1,12 – для косозубых и шевронных передач;
image019_13_75a940c971a2300d8dd41af6fd828851 Расчет редуктора- вращающий момент на ведущем валу, Нм;

image061_3_427419fcfbf1e0f34180b67ee66612c5 Расчет редуктора- число зубьев ведущей шестеренки ;

image062_2_ab5284b7aa5edd03cb71e49146e10429 Расчет редуктора- коэффициент, учитывающий распределение нагрузки по ширине зуба.

Ориентировочное значение image063_3_b1430f3ae4a2bace77610ae5d0bf3330 Расчет редуктораопределяют по графику в зависимости от схемы передачи ширины вала.

Для проверочных расчетов можно принимать image062_2_ab5284b7aa5edd03cb71e49146e10429 Расчет редуктора= 1,2.

image064_2_e3bdbc2d304482f4f03a60f78183b52f Расчет редуктора- безразмерный коэффициент, зависящий от формы зубьев, определяется по графику в зависимости от эквивалентного числа зубьев image065_3_43f5e8a3904931cdd27622a8dc6b544c Расчет редуктора и величины смещения инструмента “X”, которую можно принимать ( при предварительных расчетах) равной Х=0 (рис.1)

image066_8b6bb6b27aa6f82906730cacf2082c5e Расчет редуктора

Рис.1

image024_13_a78a9898a5c0137eb2c795759f31eab1 Расчет редуктора- коэффициент ширины колеса относительно диаметра,

image067_3_0b458f072964d2e5f4140dc71564f087 Расчет редуктора,

Где image022_14_69584d1b251631e3632d80cbe40ad2f9 Расчет редуктора- рабочая ширина венца;

image017_16_07f7f60816eb73e9af05b084bae6937d Расчет редуктора- диаметр начальной окружности.

Коэффициенты image024_13_a78a9898a5c0137eb2c795759f31eab1 Расчет редуктора и image068_3_3263d461429e87c6559ad1b0d1247a02 Расчет редукторасвязаны зависимостью:

image069_3_04eae0a225ff43791ad6482fe0909363 Расчет редуктора

Где U – передаточное число;

image070_3_926534b4f4962dbbbaf8d4db6a577795 Расчет редуктора- допускаемое изгибное напряжение, определяют по формуле, МПа;

image071_3_bf5a64eeb986529456f7db0fb3aeda11 Расчет редуктора,

Где image072_2_a6f771f31f8641bf610ae35946f7cb78 Расчет редуктора- базовый предел выносливости зубьев;

image073_2_3961b480198039736c562b7a3bf53ff3 Расчет редуктора- коэффициент долговечности.

Для предварительных расчетов image070_3_926534b4f4962dbbbaf8d4db6a577795 Расчет редуктора можно определить исходя из значения image046_5_c0e61550802c56c3962d331c62f84225 Расчет редуктора по формулам:

При нереверсивной работе

image074_2_5c57d71870e5397dfe8a671e5273b6c7 Расчет редуктора;

При реверсивной работе

image075_1_91ecfbab4c3e0a6e75fe6fc4a1673e84 Расчет редуктора

Где image043_6_8b37d4d31f01ea7df8819e94506a43a9 Расчет редуктора- предел выносливости при изгибе с симметричным циклом;

n – запас прочности для зубчатых колес, n = 2…2,5;

image076_2_dddc9ecc5e8b7cacc333247caad09930 Расчет редуктора- коэффициент концентрации напряжений у основания зуба, image076_2_dddc9ecc5e8b7cacc333247caad09930 Расчет редуктора= 1,2…1,5.

Значения n и image076_2_dddc9ecc5e8b7cacc333247caad09930 Расчет редуктора принимаются в зависимости от материала зубчатых колес и вида термической обработки.

Если величина модуля при проверочном расчете окажется больше, чем при расчете на контактную выносливость, следует увеличить модуль зацепления и длину зуба или принять более прочный материал и пересчитать.

 
4. Расчет зубчатого зацепления второй пары редуктора производится по тем же формулам, что и первой пары, соответственно используются:

image011_16_570142622b5846c84bc7297d89e07b71 Расчет редуктора- передаточное число второй пары;

image077_2_d4636a9ddc10a1e26ae7fff6315fe7ae Расчет редуктора- вращающий момент на ведущем валу второй пары, Нм:

image078_2_f944e2228fed5a2601ee4aa2b6517f2a Расчет редуктора;

image079_2_002e6837ce9a3d3baa4ac70409e9d76b Расчет редуктора- число зубьев ведущей шестеренки второй пары.

 
5. Определение основных элементов зубчатых колес

Параметры

С прямыми

зубьями

С косыми

зубьями

Модуль нормальный

m

image080_1_ae739b6bb007f7d6f117e7173215d843 Расчет редуктора

Модуль торцевой

image081_1_d7adf9eb1402b4d94c98c0e07282462b Расчет редуктора

image082_1_d79000fd102ecc263aa98c8f72170386 Расчет редуктора

Шаг торцевой

image083_1_9872763d6ee599ea4359ec3049957ccb Расчет редуктора

image084_1_0f13b3ffd0cd1091e0043918d8963ece Расчет редуктора

Рабочая ширина зубчатого

венца шестеренки

image085_1_764391ab5bbbbe7a72b1d8ea574f7757 Расчет редуктора

image085_1_764391ab5bbbbe7a72b1d8ea574f7757 Расчет редуктора

Рабочая ширина зубчатого

венца колеса

image086_1_a1fb2626b78603ac8c667f562c038414 Расчет редуктора

 

Высота головки зуба

image087_1_bcfdcd24f2ebc12c514fb0ec3ac94d6c Расчет редуктора

image088_0e0b3563dd698b01be0c84da20e51a9f Расчет редуктора

Высота ножки зуба

image089_eddd61100e312508b1a7dc748ed213f3 Расчет редуктора

image090_10496834532876bfb2087b3415796be8 Расчет редуктора

Диаметр начальной окружности

image091_18bfe2d81da926b4caba8fb9e54fa6e6 Расчет редуктора

image092_e12ab248aeff42aca431652a52d83b1f Расчет редуктора

Диаметр вершин зубьев

image093_e4c153243bbeffed8a4112e4eb1cf296 Расчет редуктора

 

Диаметр впадины зубьев

image094_b91f978cabbf6a5f50cd0aaa47427b4d Расчет редуктора

 

 

6. Определение предварительных значений диаметров валов

Диаметры валов можно определить по приблизительной формуле ,см:

image095_86fd296962414cc119ef06de862acb55 Расчет редуктора

Где N – мощность на валу, кВт,

n - чистота вращения вала, об/мин.

Мощность и чистота вращения для третьего вида :

image096_7bef02d382e812552fa19b2ddec50e6d Расчет редуктора ; image097_6392840fa4dd928343481a2c40f9ece3 Расчет редуктора

Полученное значение диаметров округляют до стандартных

Значений по ГОСТ 6626-69 “ Нормальные диаметры и длины в машиностроении ”.

 

7.Определение предварительных значений диаметров шипов и шёёк валов

По предварительным значениям диаметров валов можно определить предварительные значение шипов и шёёк, на которые устанавливаются подшипники:

image098_167bb6cf0305addeb8a8c03452c1f8de Расчет редуктора

Получение значение диаметров шипов округляют до стандартных (по ГОСТ 6636-69) и затем, пользуясь ГОСТами на шариковые и роликовые подшипники, подбирают (предварительное) подшипники средних серии.

Из Гостовских таблиц выписывают условное обозначения подшипника, его размеры,массу, предельное число оборотов в минуту и значение.

 

8. Вычерчивание схемы редуктора

Предварительно выписывают значение величин, необходимых для схемы.

Величины:

Диаметры каждого зубчатого колеса image099_39cfaf8a39a5d177909b91fb0763a568 Расчет редуктора

Межосевое расстояниеimage100_1d77fd936b18945df381b0bb5b719a6d Расчет редуктора;

Ширина обода каждого зубчатого колеса image101_320d34b1fb8c996a6fdf3a7f8df47ff1 Расчет редуктора;

Диаметр валов image102_98ca611c699162b0f72d04319a9fb3ff Расчет редуктора;

Размер подшипниковimage103_a4af158646b1782674fbc5d032cba291 Расчет редуктора;

Выполнять схему удобнее на миллиметровке, с начиная с проведения осевых линий редуктора. На основе осей вычерчивают зубчатые колеса первой пары, затем на расстоянии image104_e62909406bcab431d151e52510561a45 Расчет редуктора вычерчивают вторую пару.

После этого проводят контур внутренних стенок редуктора на расстоянии image105_ce27961fc6394c7dd5267a4bdceb8ebd Расчет редукторамм от шестерен и изображают очертание подшипников и валов (рис 2.)

image106_0ceacbede9cc27566a65d04311e4eedc Расчет редуктора

Рис.2

 

9.Расчет валов цилиндрического прямозубого двухступенчатого редуктора

За расчетную длину может быть принято расстояние между серединами подшипников ведомого вала редуктора.

Для выполнения схемы

image107_f6dd4f6bc66d2b3a0fa938d621871cc7 Расчет редуктора

Для расчета валов потребуется также расстояние от опор до точек приложения нагрузок x и y:

image108_cb6963b2108409d11feff8d2d7b111ac Расчет редуктора; image109_5d209a564e07a0cf154cd33a67d1d89f Расчет редуктора

Где image110_135c088bf60db6efd71e11bf47984144 Расчет редуктора- ширина подшипника третьего вала;

image111_c43501b7010c08650f2759f3e9fe207f Расчет редуктора- ширина ведущего зубчатого колеса первой пары;

image112_25983932403788d494b7d3b7f8ec6f6b Расчет редуктораи image113_4207d86b7c2117d222677d50a0a76521 Расчет редуктора- расстояние между элементами редукторов;

image114_07bd1b3bff5c123f9d1413a42958bee8 Расчет редуктора- ширина ведущего зубчатого колеса второй пары.

Расчет валов определяется по формуле, см:

image115_a31e7dfd8bf58b71b39c3711d1a17032 Расчет редуктора

Где image116_aa903db63f5255bcd023b227a6f17eaa Расчет редуктора- приведенный момент на валу, Нм.

image117_31e67d609d4a0f27b376bc23b9ae6128 Расчет редуктора- по теории наибольших касательных напряжений (3 теории прочности;

image118_69b7bc1d869e2a694689d15781c5bdd7 Расчет редуктора - по энергетической теории (4 теории прочности);

image119_2bae3ce2ec4a1f430173c4adf400fa5f Расчет редуктора- максимальный изгибающий момент на валу, Нм;

Т – вращающий момент на валу, Нм

image007_19_44227561c8101c6a5135b88341308b4c Расчет редуктора

image070_3_926534b4f4962dbbbaf8d4db6a577795 Расчет редуктора- допускаемое напряжение на изгиб, МПа, для расчета валов и осей дифференцируется для различных материалов. Можно принимать

image120_920721275ec2363544e0d73dcb7d6bb8 Расчет редуктора

Расчет первого (ведущего) вала

Действующее по линии зацепления усилие изгибает и скручивает вал. Усилие от первой пары на первый вал (рис. 3)

image121_0 Расчет редуктора

Рис.3

image041_7_8177c7ed1711e113d322a54ea9a87999 Расчет редуктора

image122_1c53a403fed027126fcc55ff0dc8a0df Расчет редуктора

Где image123_8aba708b5853f04c003317c530730007 Расчет редуктора- окружное усилие на начальной окружности ведущего зубчатого колеса первой пары;

image124_1b57b3371db2c2fa3cd69a389a2583ff Расчет редуктора - угол зацепления (image125_b56807885d1f42d6b2f654b91b0d643a Расчет редуктора ) .

image126_def2b6b64d6b29ef0a92a13f387adff0 Расчет редуктора,

Где image019_13_75a940c971a2300d8dd41af6fd828851 Расчет редуктора- вращающий момент на первом валу, Нм.

image127_3dd646dd8c61921cd2a61ae9934c5137 Расчет редуктора- диаметр начальной окружности первого зубчатого колеса, м.

Реакции опоры

image128_f893948e3b12e3c00b4fe7c96ad2dfd6 Расчет редуктора; image129_9acc8be40e4f4d16b976c3d42ed91d79 Расчет редуктора

Проверка: image130_c570a79e357ddeb8a7b114a08de95d96 Расчет редуктора.

Изгибающий момент, Нм: image131_d8bfd8d22bd7a7a0ce91ec7e270a741b Расчет редуктора

Приведенный момент, Нм: image132_b2fa0597bd973450ead7c9b96ccde599 Расчет редуктора

Диаметр вала, см: image133_a3cc1134d5cbffc13d34bd6dad456e7a Расчет редуктора

Найденное значение увеличивают на 8…10% (если первая шестерня устанавливается на валу на шпонке) и округляют до стандартного по ГОСТ 6636-69.

Расчет второго (промежуточного) вала

На второй вал действуют усилия от ведомого зубчатого колеса первой пары image134_58e56293bde38e4df553cdc48e074e22 Расчет редуктора и от ведущего зубчатого колеса второй пары image135_66b72bb500affcae672876d674d0a21e Расчет редуктора. Так как эти условия действуют в различных плоскостях, их следует разложить на составляющие и рассчитывать изгибающие моменты, действующий в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

На рис. 4 показана схема к определению нагрузок на промежуточный вал редуктора.

image136_1 Расчет редуктора

Рис. 4

В вертикальной плоскости усилия действуют в одну сторону, в горизонтальной - в противоположные.

Усилия от первой пары image137_a6e6d7829985ef07c492e9f18407347b Расчет редуктора (определено ранее).

Усилия от второй пары image138_a791bcea9a3e37d7b17bc85ac7bd4bf3 Расчет редуктора.

Окружное усилие на начальной окружности ведущего зубчатого колеса второй пары, Н:

image139_cd0de42610358081ea38f370933357e6 Расчет редуктора,

Где image077_2_d4636a9ddc10a1e26ae7fff6315fe7ae Расчет редуктора- вращающий момент на втором валу, Нм;

image140_59421ff7b0ba6c447b53516c81a8902b Расчет редуктора- диаметр начальной окружности третьего зубчатого колеса, м.

Изгиб вала в вертикальной плоскости

Реакции опоры (рис. 5):

image141_6b6d2d0ba0b680a177738f91d10399c6 Расчет редуктора

Рис. 5

image142_fc9aff6742a22e879143e24754ff896e Расчет редуктора

image143_6d2c66f8688d87de34324ffc3e3b452b Расчет редуктора

Проверка:

image144_7a7a2288c18ff074bddca52884b25e6b Расчет редуктора

Изгибающие моменты под вторым и тратим зубчатым колесами, Нм:

image145_336fca3b7c2b64c427ee4a998af93f9b Расчет редуктора;

image146_3e05538a6600882c198bd50d5074f721 Расчет редуктора.

Изгиб вала в горизонтальной плоскости

Реакции опор (рис.6):

image147_0255bd252c17bf0c0f0aa425b403037e Расчет редуктора

Рис.6

image148_f900a23adf163bf5a632a56b3d7eeba1 Расчет редуктора

image149_3bf40326dab48fdda33e00a59310ef53 Расчет редуктора

Проверка:

image150_81d3d2f4b44941e713e434e16c9f0179 Расчет редуктора

Изгибающие моменты в точках 2 и 3, Нм:

image151_a88dac76b0568086fd6b401545c16a6d Расчет редуктора; image152_ebdf2190310a2618ef1483dfee8bcfe1 Расчет редуктора

Направление реакций на схему дано условное. Эпюра изгибающих моментов может иметь и другой вид.

Суммарные изгибающие моменты в сечениях 2 и 3, Нм:

image153_e553d84ffc35f4a2935037086b9cbb75 Расчет редуктора;

image154_ce619d2d52098cdd7fc871380846e42f Расчет редуктора.

При дальнейшем расчете используется большее из полученных значений изгибающего момента.

Приведенный момент на втором валу, Нм:

image155_0766afad68e1ea8979165e9b263cee20 Расчет редуктора

Диаметр второго вала

image156_a65f811d26e63d21d8223891d2cc4467 Расчет редуктора.

Полученное значение увеличивают на 8…10% и округляют до стандартного значения по ГОСТ 6636-69.

Расчет третьего вала

image157 Расчет редуктора

Рис. 7

Расчет третьего вала ( как видно из схемы) аналогичен расчету первого вала (рис. 7).

Если на консольный конец вала устанавливается не соединительная муфта, а элемент какой-нибудь передачи, в расчете учитывается действие консольной нагрузки. Так как в этом случаи силы будут действовать в различных плоскостях, для удобства расчета нужно рассматривать изгиб вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях (рис. 7). После определения изгибающих моментов, действующих в различных сечениях, берут больший из них и определяют приведенный момент, по которому производят расчет диаметра вала.

Расчет валов двухступенчатых редукторов с цилиндрическими косозубыми колесами аналогичен расчету валов цилиндрического прямозубого двухступенчатого редуктора с учетом особенностей действующих усилий в косозубой передачи.

image158 Расчет редуктора

Рис. 8

В зубчатых передачах с косыми зубьями на вал действуют, кроме окружного image159_bf9a23ba9ea0ddf38bc4893e45f2d689 Расчет редуктора и радиального image160_4bb1f3e53cfe6a86981c61bcc251e8fe Расчет редуктора, еще осевое image161_dc4460215cb0616501091e38bc7e6902 Расчет редуктора усилие, создающее дополнительный изгибающий момент (рис. 8).

Сжимающим усилием, которое относительно наибольшее значение, обычно пренебрегают

image162_268c79efb1841af8797f7e446e4a5f5d Расчет редуктора; image163_b10dbb9afa76a6a0dee1d31f66eb699b Расчет редуктора;

image164_8a7cef01b194a8dbe43937ee46804fa3 Расчет редуктора

Где image019_13_75a940c971a2300d8dd41af6fd828851 Расчет редуктора- вращающий момент на валу, Нм;

image127_3dd646dd8c61921cd2a61ae9934c5137 Расчет редуктора- диаметр начальной окружности, м;

image053_3_f13a8c6908d1cebcb2ccec93e8bcdea0 Расчет редуктора- угол наклона зубьев;

image124_1b57b3371db2c2fa3cd69a389a2583ff Расчет редуктора- угол зацепления ( обычно image125_b56807885d1f42d6b2f654b91b0d643a Расчет редуктора)

 
10. Подбор подшипников

В цилиндрических редукторах применяются шариковые роликовые и радиально-упорные подшипники.

Различают подбор подшипников:

1) по статической грузоподъемности, предупреждающей остаточные деформации;

2) по динамической грузоподъемности, предупреждающей усталостные разрушения (выкрошивание).

Подбор подшипников по статической грузоподъемности выполняют при частоте вращения image165_fdec28e452fcac44a709389ba47b5460 Расчет редуктора об/мин по условию image166_ac2d66d28bd70bf2b3a31229bb01a62f Расчет редуктора,

Где image167_a4ceab367c5922ee7eb7b79b2cf2af52 Расчет редуктора- статическая грузоподъемность, Н (кгс);

image168_51ee90af53d2c28a670f9c8a7412750c Расчет редуктора- эквивалентная статическая нагрузка, Н (кгс).

Подбор подшипников по динамической грузоподъемности (по

Заданному ресурсу или сроку службы) выполняют при image169_b67d5eefc9dd1ff58441302eab2f1c49 Расчет редуктора об/мин.

Условие подбора:

С (расчетная) image170_16721a15845f0539c64acf4a7a6a9166 Расчет редуктора С (нормальная - каталожная)

Номинальная динамическая грузоподъемность и нормальны срок службы связаны эмпирической зависимостью:
image171_7c8d607469ef0681bfbf6c3f724b7c98 Расчет редуктора,

Где L – нормальная долговечность, млн. оборотов;

С – нормальная динамическая грузоподъемность, Н (кгс) (дается в каталогах);

Р – эквивалентная нагрузка, Н (кгс);

р – показатель корня;

р = 3 – для шариковых подшипников;

р = 3/10 = 3,33 – для роликовых подшипников (для определения L при таких значениях р в каталогах предусмотрены таблицы).

Номинальная долговечность, ч:

image172_4665195d0e9c0618970ce9ca81177501 Расчет редуктора,

Где image173_cdb3157369779353cf21a6d1bbad3c4d Расчет редуктора- заданная долговечность, ч;

image174_e90c981049815c1f72fae952191dfddc Расчет редуктора8000 ч – механизмы, работающие с перерывами (лифты);

image174_e90c981049815c1f72fae952191dfddc Расчет редуктора12000 ч – механизмы для односменной работы при переменном режиме нагрузки;

image174_e90c981049815c1f72fae952191dfddc Расчет редуктора20000 ч – механизмы, работающие с полной нагрузкой в одну смену;

image174_e90c981049815c1f72fae952191dfddc Расчет редуктора40000 ч – механизмы при круглосуточной работе и среднем режиме нагрузки.

Эквивалентная нагрузка Р для радиальных и радиально-упорных подшипников

image175_a882a6d3b31349d66b8bf97d35f325f5 Расчет редуктора,

Где image160_4bb1f3e53cfe6a86981c61bcc251e8fe Расчет редуктора,image161_dc4460215cb0616501091e38bc7e6902 Расчет редуктора- радиальная и осевая нагрузки, Н (кгс);

X, Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (указываются в каталоге);

V – коэффициент вращения, зависит от того, какое кольцо подшипника вращается (при вращении внутреннего кольца V = 1, наружного V = 1,2);

image076_2_dddc9ecc5e8b7cacc333247caad09930 Расчет редуктора- коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (спокойная нагрузка image076_2_dddc9ecc5e8b7cacc333247caad09930 Расчет редуктора= 1, с умеренными толчками image076_2_dddc9ecc5e8b7cacc333247caad09930 Расчет редуктора=1,3…1,8, ударная image076_2_dddc9ecc5e8b7cacc333247caad09930 Расчет редуктора=2…3);

image176_b01a21449d42f332be4e69c8805da780 Расчет редуктора- температурный коэффициент (для стали 15 при температуре до 120 image177_d23836374aba4498500479b2a5bf47b8 Расчет редуктораimage176_b01a21449d42f332be4e69c8805da780 Расчет редуктора=1, при t = 125…250 image177_d23836374aba4498500479b2a5bf47b8 Расчет редуктора image176_b01a21449d42f332be4e69c8805da780 Расчет редуктора=1,05…1,4 соответственно).

Подбор подшипников производится с учетом диаметра шейки (шипа) вала по таблицам ГОСТ 18855-73.

 
11. Подбор и проверка шпонок

Закрепление деталей вращательного на валах наиболее часто осуществляется с помощью призматических шпонок. Размеры сечения шпонок подбираются в зависимости от диаметра вала в данном сечении по ГОСТ 23360-78.

Длинная шпонка принимается по ГОСТ 23360-78 на 5…15 мм короче ступицы закрепляемой детали.

Рассчитывают призматические шпонки на смятие и срез:

image178_7e8ef98850f06992a344cecdeda7f545 Расчет редуктора или image179_0d302eb624e4d88fee61258a70f19792 Расчет редуктора

Где Т – вращающий момент на валу, Нм;

image180_bb4282f1ac4d09c77bdb4e94905530a5 Расчет редуктора-диаметр вала в месте установки шпонки, см;

K, t – размер шпонки из таблицы ГОСТ 23360-78, см;

l – длинна шпонки, см;

image181_7d2f796150ff4559d9aaba59d9eb16fb Расчет редуктора- допускаемое напряжение на смятие, МПа, выбираемое для более слабого материала сопрягаемых деталей;

image182_bcb77dd461f8445c56d11824c25d1925 Расчет редуктора100…120 МПа – при стальной ступице;

image182_bcb77dd461f8445c56d11824c25d1925 Расчет редуктора50…70 МПа – при чугунной ступице.

Напряжение среза:

image183_d34c7dd8af69700052ef47e5812a7086 Расчет редуктора,

Где в – ширина шпонки, см;

image184_936ea6ebb0e8fd0a02d8e5334810986d Расчет редуктора- допускаемое напряжение на срез, МПа;

image185_d6f4d96e394c1fe3edd5c7f18cf1e789 Расчет редуктора90…120 МПа – для материала шпонок.

После расчета основных деталей редуктора на основе выполненной схемы приступают к конструктивному оформлению оборочного чертежа редуктора.

Расчет редуктора - 3.5 out of 5 based on 14 votes