Курсовая работа: Проектирование мотор-редуктора

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)

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

Осевая сила на червяке равная окружной силе на колесе:

H.

Окружная сила на червяке, равная осевой силе на колесе:

Н.

Радиальная сила:

Н.

Расстояние между опорами червяка мм.

Диаметр мм.

Определим реакции опор:

В плоскости xz:

H.

В плоскости yz:

H.

H.

Проверка

Суммарные реакции:

H.

H.

Находим осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле:

S=0,83eR

S1 = 0,83eR1 = 0,83×0,37×218,77 = 67,18 H;

S2=0,83eR2 = 0,83×0,37×1544,15 = 474,21 H;

здесь для подшипников 7209 коэффициент осевого нагружения е = 0,37 по таб. 7.5 [3].

Осевые силы подшипников. В нашем случае S1 ≤ S2; тогда

Н; Н.

Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику.

Рассмотрим левый (А) подшипник

Отношение ; эквивалентную нагрузку определяем с учетом осевой.

Эквивалентная нагрузка:

;

для заданных условий V = Kб = KТ = 1 (таб. 7.3, 7.4 [3]); для конических подшипников коэффициент X = 0,45 и коэффициент Y = 1,46 (табл. 7.5 [3]).

7256,2Н = 7,26кН.

Расчетная долговечность:

 млн. об.

Расчетная долговечность:

ч.

Найденная долговечность приемлема.

6.2.3.2 Ведомый вал

Рис. 6.4

Окружная сила на колесе:

H.

Осевая сила на колесе:

Н.

Радиальная сила:

Н.

Расстояние между опорами мм.

Диаметр мм.

Определим реакции опор:

В плоскости xz:

H.

В плоскости yz:

H.

H.

Проверка

Суммарные реакции:

H.

H.

Находим осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле:

S=0,83eR

S3 = 0,83eR3 = 0,83×0,37×2260,93 = 694,33 H;

S4=0,83eR4 = 0,83×0,37×2496,58 = 766,69 H;

здесь для подшипников 7212 коэффициент осевого нагружения е = 0,37 по таб. 7.5 [3].

Осевые силы подшипников. В нашем случае S3 ≤ S4; тогда

Н; Н.

Долговечность определяем по более нагруженному подшипнику.

Рассмотрим левый (А) подшипник.

Отношение ; эквивалентную нагрузку определяем с учетом осевой.

Эквивалентная нагрузка:

;

для заданных условий V = Kб = KТ = 1 (таб. 7.3, 7.4 [3]); для конических подшипников коэффициент X = 0,45 и коэффициент Y = 1,46 (табл. 7.5 [3]).

2726,1Н = 2,73кН.

Расчетная долговечность:

 млн. об.

Расчетная долговечность:

ч.

Найденная долговечность приемлема. Столь большая долговечность объясняется тем, что ведомый вал имеет малую частоту вращения.

7 Конструирование червячного колеса

7.1 Конструкция червячного колеса

Основные размеры венца червячного колеса (диаметры ,,,, ширина венца ) определены при проектировании. Радиус выемки поверхности вершин зубьев колеса  (рис. 7.1) определяется по диаметру червяка:

мм.

где    – делительный диаметр червяка.

m – модуль передачи.

На торцах червячного колеса выполняем фаски стандартного значения

мм.

Червячные колеса диаметром свыше 100-120 мм. изготавливают сборными для экономии дорогостоящих бронз. Диск колеса выполняют из более дешевой стали 40ХН, зубчатый венец – из бронзы Бр010Ф1. Нарезание зубьев червячного колеса выполняют после сборки. Конструкция диска зависит от объема выпуска. В нашем случае при мелкосерийном производстве заготовки дисков получают из проката или поковок с последующей токарной обработкой (рис. 7.2). Для кованных и точеных дисков радиусы закругления принимают мм.

7.2 Расчет размеров червячного колеса

Толщина червячного венца при отливке:

мм.

Толщина обода:

мм.

Наружный диаметр диска:

352мм.

Внутренний диаметр обода:

мм.

Толщина диска:

мм.

Диаметр ступицы наружный:

мм.

для стальной ступицы при шпоночном соединении и посадке с натягом;

Червячные колеса весом более 20 кг должны иметь 4…6 отверстий на диске для строповки.

Диметр отверстий:

мм.

принимаем мм.

Диаметр центровой окружности:

мм.

принимаем мм.

Длина ступицы определена при проектировании:

мм.

Острые кромки на торцах ступицы притупляют фасками ,мм.

7.3 Соединение венца с диском

Соединение венца с диском должно обеспечивать передачу большого крутящего момента и сравнительно небольшой осевой силы. Конструкция венца и способ соединения с диском зависит от объема выпуска. При серийном производстве экономически выгоднее изготавливать колеса с венцами, получаемыми отливкой. Стальной диск нагретый до 700…800ºС закладывают в металлическую форму, подогревают ее до 150…200ºС и заливают расплавленной бронзой. При остывании между диском и венцом возникает натяг, вызываемый усадкой затвердевающего жидкого металла венца.

Диск изготавливают литьем в кокиль. Наружные поверхности литого диска механически не обрабатывают. Их обезжиривают и очищают от оксидных пленок с помощью химической обработки.

На ободе диска предусматривают 6…8 углублений, после отливки на венце образуются выступы, которые воспринимают как окружную, так и осевую силы.

Углубления на ободе диска можно высверливать (рис. 7.3).

Размеры пазов:

мм.

мм.

7.3 Выбор посадок, предельных отклонений, допусков форм и расположения поверхностей, шероховатостей

Допуск на размер диаметра окружности выступов  можно принять 8 степени точности – h9. Допуск на длину ступицы  принимают h11- h12. Допуски на остальные размеры обычно принимают по 14 квалитету.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5