Курсовая работа (т): Расчёт одноступенчатого цилиндрического редуктора

тогда число зубьев колеса

Определим фактическое передаточное отношение редуктора в соответствии с принятыми числами зубьев колес

Определим размеры колёс

Делительный диаметр

 (мм)

 (мм)

Проверка:

(мм)

Диаметр вершин зубьев

 (мм)

 (мм)

Диаметр впадин зубьев

 (мм)

 (мм)

Проверочный расчет цилиндрической передачи редуктора:

Проверяем контактные напряжения

где  = 376 - вспомогательный коэффициент

 - окружная сила в зацеплении;

 - коэффициент, учитывающий распределение нагрузки между зубьями;

 - коэффициент, динамической нагрузки

 - ширина венца зубчатого колеса;

- делительный диаметр зубчатого колеса

Выбора коэффициентов осуществляется в зависимости от окружной скорости колес и степени точности передачи

Окружная сила в зацеплении

где  - вращающий момент на быстроходном редуктора

 (Н)

Окружная скорость колеса:

где  - угловая скорость тихоходного вала редуктора

 (м/с)

=1,1 (по таблице)

= 1,1 (по таблице)

Получим:

 (Н/мм²)

Вывод: зубчатая передача редуктора является недогруженной, что находится в пределах допускаемых значений, т.е. условие прочности выполнятся.

Определение сил в зацеплении закрытой передачи:

Окружная сила:

где  - вращающий момент на быстроходном валу;

- делительный диаметр шестерни.

 (Н)

Радиальная сила:

где  =20⁰ - угол зацепления;

 (Н)

Осевой силы не возникает, так как зацепление прямозубое.

3. Компоновка редуктора

.1 Проектные расчеты валов

В качестве материала для изготовления валов редуктора принимаем сталь 40Х ГОСТ 4543-71.

Предварительно определяем диаметры валов

Быстроходный вал:

Диаметр конца вала под полумуфту:

где  - крутящий момент, передаваемый валом;

=17 Н/мм² - допускаемые контактные напряжения

(мм) принимаем (мм)

Далее по формулам определим размеры других ступеней вала, принимая t=2 и r = 2.

Длина конца вала:

(мм)

Диаметр ступени под подшипники:

 (мм) принимаем

Длина ступени под подшипники:

(мм)

Диаметр вала за подшипником:

 (мм)

Тихоходный вал:

Аналогично проводим расчет ступеней тихоходного вала, принимая t = 2,5; r =2,5 ; =20 Н/мм²

Диаметр конца вала под полумуфту:

(мм) принимаем (мм)

Длина конца вала:

(мм)

Диаметр ступени под подшипники:

 (мм)

Длина ступени под подшипники:

(мм)

Диаметр вала за подшипником:

 (мм)

принимаем  (мм)

3.2 Выбор типа и схемы установки подшипников

В качестве опор быстроходного вала принимаем шариковые радиальные подшипники тяжелой серии (Подшипник 407 ГОСТ 27365-87) и схему установки «враспор». Параметры подшипника

dxDxB=35x100x25

для которого кН, кН.

В качестве опор выходного вала принимаем шариковые радиальные подшипники тяжёлой серии (Подшипник 410 ГОСТ 27365-87) и схему установки «враспор». Параметры подшипника

dxDxB=50x130x31

для которого кН, кН.

3.3 Конструирование зубчатого колеса

Для мелкосерийного производства примем вид заготовки для изготовления зубчатого колеса - круглый прокат.

. Ширина ступицы:

мм.

. Диаметр ступицы:

мм.

. Ширина торцов зубчатого венца:

мм.

. Ширина фаски:

мм.

Рис. 2

3.4 Определение консольных сил, действующих на валы

В данном приводе консольную нагрузку определяет муфта, соединяющая редуктор с электродвигателем.

Консольная сила от муфты:

где = 87.5 Нм - крутящий момент на быстроходном валу;

привод зубчатый вал электродвигатель

4. Конструирование корпусных деталей и крышек подшипников

Крышки подшипников изготавливаем из чугуна марки СЧ15. В редукторе используем привертные крышки. Для изготовления крышки примем следующие основные параметры

Толщина стенки фланца крышки - 8 мм;

Диаметр болтов, крепящих крышки (для сокращения номенклатуры крепежных изделий примем для всех крышек одинаковые болты) - М8;

Количество болтов, крепящих крышки - 6 шт;

Ширина фланца крышек: мм;

Заготовки для корпусных деталей получают методом литья, материал СЧ15. Редуктор выполняем разъемным, состоящим из корпуса и крышки, плоскость разъема проходит через оси валов.

Определим толщину стенок корпуса:

мм.

принимаем

Плоскости стенок, встречающиеся под прямым или тупым углом, сопрягаем дугами радиусом 4 мм.

Ширина стенки прилива, в котором расположены подшипники:

мм.

Длина подшипникового гнезда - 40 мм.

Для увеличения жесткости прилив укрепляем ребром жесткости толщиной 10 мм.

Диаметр болтов крепления крышки - мм.

Для соединения крышки и корпуса используем болты с шестигранной головкой. Ширина фланца для размещения головок болтов подшипниковых гнезд - мм, для размещения головок болтов соединяющих фланцы крышки и корпуса - мм.

Диаметр фиксирующих штифтов

мм.

Диаметр болта крепления редуктора к раме

.

Количество болтов - 4 шт.

Для транспортировки редуктора на крышке предусмотрены проушины, отлитые заодно с крышкой.

Дно корпуса имеет уклон 1° в сторону сливного отверстия, кроме того у самого отверстия имеется местное углубление.

5. Проверочный расчёт шпоночных соединений

Призматические шпонки, применяемые в проектируемых редукторах, проверяют на смятие.

Выберем и проверим шпонку на тихоходном валу под зубчатым колесом. Диаметр вала под посадку колеса равен 60 мм, поэтому принимаем призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 с параметрами :

bxhxt1=18х11х7 и l=70 мм

Условие прочности:

F_t- окружная сила на колесе, Н;

- площадь смятия;

-рабочая длина шпонки;

l-полная длина шпонки;

b,h.t- стандартные размеры.

;

;

условие прочности выполняется.

Проверим шпонку на конце быстроходного вала под полумуфтой. Диаметр вала под посадку полумуфты равен 30 мм, поэтому принимаем призматическую шпонку по ГОСТ 10748-79 с параметрами :

bxhxt1=8х7х4 и l=40 мм

Условие прочности:

F_м- сила воздействия муфты на вал, Н;

- площадь смятия;

-рабочая длина шпонки;

l-полная длина шпонки;

b,h.t- стандартные размеры.

;

;

условие прочности выполняется.

6. Расчёт цепной передачи

Определяем шаг цепи:

где  - вращающий момент на ведущем валу;

 - коэффициент эксплуатации;

 - число рядов цепи;

- число зубьев ведущей звездочки;

принимаем =30 (по таблице)

 =30 Н/мм²- допускаемое давление в шарнирах цепи

где =1 - коэффициент, зависящий от динамичности нагрузки;

= 1,5 - коэффициент, зависящий от способа смазки;

= 1 - коэффициент, зависящий от положения передачи;

= 1 - коэффициент, зависящий от способа регулировки межосевого

расстояния;

 =1 - коэффициент, зависящий от режима работы

 (мм)

Принимаем большее значение шага цепи для получения необходимого запаса прочности цепи (мм)

Принимаем однорядную роликовую цепь ПР-25.4-5670 ГОСТ 13568 -75.

Число зубьев ведомой звездочки:

Фактическое передаточное отношение:

,

Оптимальное межосевое расстояние:

где  - стандартный шаг цепи

 (мм)

Межосевое расстояние в шагах:

где - межосевое расстояние;

Число звеньев цепи: