S₂ = 0, 83eF_rП2 = 0, 83 · 0, 37 ·3966= 1218Н S₂ >S₁. (4.66)

По табл. 5.5, пункт 2: S₁ ? S₂; F_a >0;

897 > 1489 - 935 = 554.

Расчетные осевые силы на подшипники (табл.5.5):

F_аП1 = S₁ = 1441, 1 Н;

F_aП2 = F_a + S₁ = 1346, 43 + 1441, 1 = 2787, 5 Н. (4.67)

Для определения коэффициентов З и Y вычисляем отношение (рис. 5.7, табл.5.6).

Подш.1: ==0, 31Х1=1, 0 ;У=0.

Подш.2: == 0, 7е Х2=0, 4;У=1, 45.

Эквивалентные нагрузки

Подш.1: Р₁ = F_rП1 · К_б· К_Т = 4692, 7· 1, 5 · 1 =7039, 05H; (4.68)

Подш.2: Р₂ =(X₂F_rП2 + Y₂F_aП2)К_б·К_Т = (4.69)

(0, 4·+ 1, 45·2787, 5)1, 5 · 1 =8442, 4Н.

Расчет ресурса ведем по более нагруженному подшипнику 2:

Lh== (4.70)

Промежуточный вал n₂ = 355, 93мин^-1 F_a2 = 1306, 1H; F_a3 =5583Н. подшипники радиально-упорные конические 7311 С = 107кН; С₀ =81, 5кН, е=0, 33 У=1, 8. R_Ax =21542, 4Н; R_Ay =6951, 8Н; R_Bx =11783, 3Н; R_By =209, 1Н.

Рисунок 4.5. Схема определения коэффициентов Х и У для подшипников качения на промежуточном валу

Суммарные радиальные нагрузки:

(4.71)

(4.72)

Суммарная осевая сила в зацеплениях:

F_a = F_a3 - F_a2 =5583-1306, 1=4276, 9

Дополнительные осевые силы в подшипниках вычисляются по приближенному значению е > е? величине F_rП вместо F_aП, которая неизвестна.

Определяем значение параметра е:

Коэффициенты Х и Y (рис. 5.9).

Подш.1: (4.73)

Подш.2: (4.74)

Расчетные осевые силы на подшипники:

при S₁ ?S₂; F_a ?0;

F_aП1 = S₁=11318, 5; F_аП2 S₁+ F_a =11318, 5+4276, 9=15595, 4 Н.

Определяем значение параметра е:

- подш.1: ; (4.75)

- подш.2: (4.76)

Коэффициенты Х и Y (рис. 5.9).

Подш.1: (4.77)

Подш.2:

Эквивалентные динамические нагрузки:

Р₁ = (X₁F_rП1 + Y₁F_aП1) ·К_б· К_Т = (0, 45·22636, 3 + 1, 22 ·11318, 5)1, 5 · 1 = 35992, 4 Н.

Р₂ = (X₁F_rП2 + Y₂F_aП2) ·К_б· К_Т = (0, 45·11785, 2+ 1, 13 ·15595, 4)1, 5 · 1 = 34389, 2Н

Ресурс определяем по подшипнику 1:

час. (4.78)

Срок службы ниже нормы. Принимаем на тот же диаметр вала подшипник другой серии Если установить подшипник 7611 для которого С=187к Н, то примерное время работы:

Lh== (4.79)

Тихоходный вал редуктора, колесо косозубое. Радиально-упорные роликовые подшипники легкой серии 7219:С = 168 кН; С₀ = 131 кН; е = 0, 41; Y = 1, 48.Осевая сила в зацеплении F_a =5563, 44Н. Частота вращения

n₃ = 95, 42мин^-1. ). Реакции в опорах подшипников: R_Ax = 3156, 17 Н;

R_Ay = 9678, 76 Н; R_Bx =18682, 4Н; R_By =111, 74 Н.

Суммарные радиальные нагрузки:

(4.80)

(4.81)

Дополнительные осевые силы:

S₁ = 0, 83·e·F_rП1 = 0, 83 · 0, 41 · 10180, 5 = 3464, 4Н; (4.82)

S₂ = 0, 83·e·F_rП2 = 0, 83 · 0, 41 · 18682, 7=6357, 7 Н; (4.83)

Расчетные осевые силы (табл.5.5, пункт 2): при S₂ > S₁;

F_a ? S₂ - S_1, 5563, 44 ? 2893, 3

F_аП1 = S₁ = 3464, 4 Н;

F_аП2 = F_аП + S₁ = 5563, 44+3464, 4= 9027, 9 Н. (4.84)

Коэффициенты Х и Y (рис. 5.7).

Подш.1:

Подш.2:

Рисунок 4.6. Схема определения коэффициентов Х и У для подшипников качения на тихоходном валу

Эквивалентные динамические нагрузки:

Подш.1: Р₁ = F_rП1 ·К_б· К_Т =10180, 5·1, 5 · 1 =15270, 8Н (4.85)

Подш.2: Р₂ = (XF_rП2 + YF_aП2) ·К_б· К_Т = (0, 4·18682, 7 + 1, 46 ·9027, 8)1, 5 · 1 =30980, 5Н. (4.86)

Ресурс по подшипнику 2:

Lh== (4.87)

4.3 Расчет шпоночных соединений

Проверить шпоночные соединения быстроходного редуктора, вращающий момент Т = 254, 96Н·м, диаметры участков вала:

Диаметр хвостовика d₁ = 60 мм;

Выполняем проверки шпоночного соединения на смятие при [у_см] = 120…150 МПа.

Хвостовик нормальная шпонка: b = 18 мм; h = 11 мм, t₁ = 7 мм; l = 105 мм; d₁ = 60мм. L_р=90

. (4.88)

Напряжение не превышает допустимое.

Промежуточный вал:

Вращающий момент Т = 1021, 6 Н·м,

Под зубчатым колесом

d₂ = 60мм, b = 18 мм, h = 11 мм, t₁ = 7мм, l = 60 мм. Шпонка нормальная.

, (4.89)

что для данного участка вала вполне удовлетворительно.

Тихоходный вал

Вращающий момент Т = 3697, 01 Н·м,

Хвостовик d₃=86 мм, , b = 25 мм, h = 14мм, t₁ = 9 мм, l = 100 мм. Шпонка нормальная.

(4.90)

171, 5150, принимаем высокие шпонки

Хвостовик d₃=86 мм, b = 25 мм, h = 22 мм, t₁ = 13мм, l = 100 мм. Шпонка высокая.

(4.91)

Что соответствует заданным параметрам.

Под колесо

D₄=100мм, b = 22 мм, h = 14 мм, t₁ = 9мм, l = 80 мм. Шпонка нормальная.

(4.92)

184, 14150, принимаем высокие шпонки

b = 28мм, h = 28 мм, t₁ = 15мм, t = 10.4мм. Шпонка высокая.

 (4.93)

Что соответствует заданным параметрам

5. Сборочный чертеж и спецификация

Сборочный чертеж выполняем на листах формата А1 в масштабе 1:2.

Он включает в себя две проекции с линейными размерами, диаметрами и посадками деталей, присоединительными и габаритными размерами, позициями.

Приводится технические требования к сборке, отделке и эксплуатации.

Спецификация определяет состав изделия, включает разделы: документация, сборочные единицы, детали, стандартные изделия.

Также выполнены рабочие чертежи: быстроходной вал -шестерни, тихоходного вала, зубчатого колеса и сквозную крышку на тихоходном валу.

На чертежах выполнены требуемые виды деталей и требуемые размеры, указываются все диаметры и линейные размеры, необходимые для изготовления детали, а также предельные отклонения по квалитетам диаметров для установки подшипников, зубчатых колес, полумуфт. Указываются требуемые технические требования: термообработка, неуказанные предельные отклонения размеров. В штампе указывается марка стали и масса детали.

6. Сборка редуктора

6.1 Общий порядок

Перед сборкой внутреннюю полость корпуса и крышки редуктора тщательно очищают и покрывают краской. Плоскости разъема корпуса и крышки проверяют на краску, для чего наносят на поверхность тампоном краску и растирают тонким слоем.После наложения проверочной плиты краска оставляет пятна, которые подлежат шабрению.

Сборку редуктора производят в соответствии с чертежом общего вида редуктора, поузловым методом, то есть вначале собирают узлы валов, затем их устанавливают в корпусе редуктора. Валы перед сборкой подвергаются дополнительному контролю; при котором проверяется:

- шероховатость поверхности и отсутствие забоин на участках подшипников, манжет, зубчатых колес, распорных втулок;

- измеряются микрометром диаметры этих участков по части допусков, конусности и эллипсности;

- осматриваются заплечики под подшипники и зубчатые колеса, проверяются микроугольником с фаской их перпендикулярность относительно оси и величина радиуса;

- шпоночные пазы - параллельность относительно оси, ширина и глубина;

- длина посадочного участка под зубчатое колесо, которая должна быть меньше длины ступицы на 3…8мм.

Выполняется также проверка отверстия зубчатого колеса и длина ступицы.

Зубчатые передачи перед сборкой осматривают, при этом обращается внимание на состояние рабочих поверхностей зубьев. После механической обработки на них могут оставаться риски и надрезы, которые являются одним из источников образования усталостных трещин. Они должны быть защищены также как и забоины. Зачищаются также заусенцы на торцах зубьев.

Узел собирается в соответствии с чертежом, при этом:

а) если зубчатое колесо запрессовывается при помощи пресса, то посадочный участок вала и отверстия и установленная шпонка должны быть смазаны;

б) колесо устанавливается также после нагрева его ступицы (чаще всего резаком);

в) на венце зубчатого колеса при токарной обработке наносится риска, которая указывает на то, что наружный диаметр, отверстие, торцы венца и ступицы выполнены с одной установки; этой стороной колесо следует напрессовывать на вал до плотного контактирования с заплечиком;

г) подшипники после обязательной промывки в бензине (или солярке) нагреваются в масляной ванна 15…20 мин при температуре 60…90⁰С и затем устанавливаются на вал неклейменной стороной к заплечику, а клейменной - в сторону, открытой для проверки;

д) после установки подшипников на вал проверяется щупом плотность прилегания торцов внутренних колец с заплечиками (зазора быть не должно).

Если устанавливаются радиальные шариковые или роликовые подшипники, то после их запрессовки на вал выполняется проверка от руки на отсутствие заедания. После очистки и покраски корпуса в подшипниковые гнезда основания устанавливаются собранные узлы. Выполнять проверку непараллельности осей отверстий, что обычно указывается в технических требованиях, нет смысла, так как все отверстия редуктора растачиваются только с одной его установки на расточном станке.

6.2 Регулировка радиально-упорных подшипников

Ответственным этапом сборки редукторов является регулировка осевой игры (зазоров) роликовых конических подшипников, имеющих три разновидности зазоров, взаимосвязанных между собой.

В проектируемом редукторе регулировка зазора подшипников установленных враспор осуществляется прокладками и перемещением одного наружного кольца относительно другого осевым смещением крышки подшипника.

Вначале заготавливается прокладки в соответствии с диаметрами фланца крышки. В комплект входят (5…7) прокладок толщиной 0, 05; 0, 15; 0, 2; 0, 3; 0, 5 мм, которые не должны иметь заусенцев и неровностей.

Затем комплект из двух-трех прокладок надевается на крышку 1, которая затем устанавливается в отверстие (половину) основания редуктора и равномерно до отказа зажимается винтами.

Затем крышку 2 устанавливают на место без прокладок и также зажимают винтами, вращая при этом вал вручную для равномерности установки тел качения на дорожках колец подшипников.

При появлении заметного торможения, связанного с нулевым зазором между опорными торцами крышки и кольца подшипника, затяжку винтов крышки прекращают.

Измеряется щупом в четырех местах зазор а между крышкой и корпусом редуктора. Среднее арифметическое даст расчетную величину этого зазора= ар.

По таб. 13.1 и 13.2 определяется требуемая величина зазора осевого S для данного подшипника.

Требуемая общая толщина прокладок b = a_ср + S.

Набирается расчетная толщина b прокладок на предварительно снятую крышку 2, затем она с прокладками устанавливается на место и зажимается до отказа. Если вал вращается легко, то регулировка закончена. В противном случае необходимо снова снять крышку 2 и добавить еще одну тонкую прокладку.

Проверку установленного осевого зазора выполняют либо с помощью индикатора или щупом.

7. Смазка редуктора и расчет уровня масла

Смазка зубчатых передач, валов, подшипников выполняется жидким маслом заливанием в картер корпуса редуктора.

Определяем параметры смазки двухступенчатого цилиндрического редуктора. Исходные данные:

диаметры колес d₂ =289.4мм, d₄ = 282.5мм, модули 3 мм и 4мм, частоты вращения колес n₂ = 355, 93мин^-1, n₃ = 95, 42мин^-1, напряжения в зонах контактов у_Н = 880 МПа, средняя твердость поверхностей зубьев колес HRC46, 5, габариты картера редуктора b · l = 270 · 490 мм.

1. Окружные скорости:

- колесо промежуточное

м/с; (7.1)

-колесо тихоходноем/с; (7.2)

Для промежуточного колеса параметр вязкости масла х

, (7.3)

где HV - твердость поверхности зубьев колеса по Виккерсу HRC46, 5 = HV 458 (рис. 2.10).

По графику (рис. 14.2) требуемая вязкость масла v₅₀ = 50сст: индустриальное масло марки И - 50А (табл. 14.1).

Соотношение диаметров колес d₄ / d₂ = 289, 4/282, 5 = 1, 02 <1, 5.

При таком соотношении расчет выполняем по колесу промвала. Расстояние по высоте:

- от днища картера до тихоходного колеса:

h₀ = 10m = 10·4 = 40 мм; (7.4)

- от днища до колеса промежуточного вала (d₂)

бмм. (7.5)

Расчетная глубина погружения колеса d₂ в масло

h_к2 = 0, 04 · d₂ = 0, 04 · 289, 4 = 11, 6мм (7.6)

3. Объемы масла в картере редуктора:

- расчетный минимальный

V_p = 10^-6n(h₀' + h_к2)bl = 10^-6·0, 9(40 + 11, 6)270 ·490 = 6, 15 л, (7.7)

где n = 0, 9 - коэффициент заполнения картера;

- максимальный

V_max = 1, 2v_p = 1, 2 ·6, 15 = 7, 4 л. (7.8)

4. Уровни масла в картере:

- =46мм, (7.9)

- мм. (7.10)

Метки на маслоизмерительном щупе при его установке его под углом б = 40⁰:

l_max = h_max / sin40⁰ = 55/0, 642 = 85 мм; (7.11)

l_min = h_min / sin40⁰ = 46/0, 642 = 72 мм. (7.12)

Список использованной литературы

1.Колода С.Ф., Колода А.С. Детали машин. Расчет, конструирование, и изготовление цилиндрических редукторов:2014г.-415с.

2. Шейнблит А.Е. Курсовое проектирование деталей машин:1991г.-454с.

Размещено на Allbest.ru

...