3.10 Определяем силы в зубчатом зацеплении:

Рис 2. Силы в прямозубом зубчатом зацеплении.

Окружная сила:

где d_w1 = z₁∙m =24∙4=96 мм – делительный диаметр шестерни;

Т₁ =148,9 Н м – крутящий момент на I валу.

Радиальная сила:

α=20^◦ - угол зацепления.

4.0. Предварительный расчет и проектирование валов редуктора.

Выполнятся без учета деформации изгиба, только на кручение.

Ведущий вал:

диаметр выходного конца вала, мм.

где – допускаемое напряжение на кручение, для валов из углеродистой стали равное 20 МПа.

Увеличиваем рассчитанный диаметр вала на 5-10% , так как вал в этом месте ослаблен шпоночной канавкой, полученное значение округляем до стандартного: =36мм

Диаметр вала под уплотнение:

Округлив полученное значение до стандартного получим =40мм.

Диаметр вала под подшипники:

Округлив полученное значение до стандартного получим =45мм.

Диаметр вала под зубчатое колесо:

Округлив полученное значение до стандартного получим =48мм.

Диаметр буртика вала:

Округлив полученное значение до стандартного получим =55мм.

Ведомый вал, ,мм.

где – допускаемое напряжение на кручение, равное 20 МПа.

Увеличиваем рассчитанный диаметр вала на 5-10% , так как вал в этом месте ослаблен шпоночной канавкой, полученное значение округляем до стандартного: =52мм

Диаметр вала под уплотнение:

Округлив полученное значение до стандартного получим =60мм.

Диаметр вала под подшипники:

Округлив полученное значение до стандартного получим =65мм.

Диаметр вала под зубчатое колесо:

Округлив полученное значение до стандартного получим =68мм.

Диаметр буртика вала:

Округлив полученное значение до стандартного получим =75мм.

5.0 Предварительный выбор подшипников качения.

В качестве опор валов предварительно выбираем радиальные однорядные шарикоподшипники легкой серии

для ведущего вала – Подшипник 209 ГОСТ 8338-75 – 2шт.

которые имеют следующие характеристики:

С=25,7 кН; d=45 мм; D = 85 мм; В= 19 мм; r = 2 мм.

для ведомого вала – Подшипник 213 ГОСТ 8338-75 – 2шт.

которые имеют следующие характеристики:

С=44,9 кН; d=65 мм; D = 120 мм; В= 23 мм; r = 2,5 мм.

6.0. Конструктивные размеры элементов зубчатых колес, корпуса редуктора.

Зубчатые колеса:

В редукторе целесообразно применить насадные шестерню и зубчатое колесо.

Для шестерни важным параметром является только ширина зубчатого венца: b₁ = 54 мм.

Длина ступицы шестерни:

L_ст =(1,0..1,5) d_вал =(1,0..1,5) 48 = (48…72) мм.

Принимаем L_ст =70мм.

Для ведомого зубчатого колеса принимаем см. рис 3:

d_a = 312 мм.

d_вал = 68 мм.

d_ст = (1,5..1,7)d_вал =(1,5..1,7)68=(102…115,6) мм.

Принимаем d_ст=110мм.

L_ст =(1,0..1,5) d_вал = (1,0..1,5) 68 = (68…102) мм.

Принимаем L_ст =70мм как у шестерни.

с = (0,2..0,4)b₂ =(0,2..0,4)50=(10…20) мм.

Принимаем С=10мм

g = (1,8..3)m =(1,8..3)4=(7,2…12) мм.

Принимаем g =10мм.

g_ст = 15 мм.

D_отв = 0,5(d_a – 4,5m – 2g + d_ст) = 0,5(312 – 4,5∙4 – 2∙10 + 110) = 196,5 мм.

d_отв = (0,35..0,4)( d_a – 4,5m – 2g – d_ст) = (0,35..0,4)(312 – 4,5∙4 – 2∙10 -110) = (60..70)мм.

Принимаем d_отв=65мм

Размер фасок по торцам зубчатого венца: n = 0.5m = 0.5∙4 =2 мм.

Рис. 3 Конструкция зубчатого колеса.

Корпус редуктора:

Толщина стенки редуктора (по литейным требованиям  ≥8,0 мм):

=0.025а + 1= 0.025∙200 + 1= 6 мм.

Принимаем =8 мм.

Расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора:

до боковой поверхности вращающейся части – с = (1,0..1,2)δ = 8 мм.

до боковой поверхности подшипника качения – с₁ = 3..5 мм.

Радиальный зазор от поверхности вершин зубьев:

до внутренней поверхности стенки редуктора – с₅ = 1,2δ = 9,6 мм.

до внутренней нижней поверхности стенки кор­пуса – с₆ = (5..10)m = 20 мм.

Расстояние от боковых поверхностей элементов, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора – c₇ = 5..8 мм.

Ширина фланцев S, соединяемых болтом диаметром d_болт=1,5δ=12мм.,

k=f(d_болт) – S = k + δ + 6 = 33 + 8 + 6 = 33 мм.

Диаметры болтов, соединяющих:

• редуктор с рамой – d₁ = 2,0∙δ = 16 мм.

• корпус с крышкой у бобышек подшипников – d₂ = 1,5∙δ = 12 мм.

• корпус с крышкой по периметру соединения – d₃ = 1,0∙δ = 8 мм.

• корпус со смотровой крышкой – d₄ = 6 мм.

Число болтов:

• диаметром d₁ – z₁ = (L_нар + B_нар)/(200..300) = 4 шт.

• диаметром d₂ – z₂ = 8 шт.

• диаметром d₃ – выбирается так, чтобы расстояние L между болтами L = (12..15)d₃

Ширина фланцев редуктора:

• фундаментного – S₁ = δ + x + k₁ = 8 + 2 + 40 = 50 мм.

• корпуса и крышки (у подшипников) – S₂ = δ + x + k₂ = 8 + 3 + 33 = 44 мм.

• корпуса и крышки (по периметру) – S₃ = δ + x + k₃ = 8+3+24 = 35 мм.

Толщина фланцев редуктора:

• фундаментного – δ_фл1 = 2,3∙δ = 19 мм.

• корпуса – δ_фл2 = 1,5∙δ = 12 мм.

• крышки – δ_фл3 = 1,35∙δ = 11 мм.