9.2. Предварительный расчёт валов редуктора и конструктивные размеры посадочных деталей

Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.

Ведущий вал:

диаметр выходного конца при допускаемом напряжении [τ_к] = 25 МПа.

мм.

Так как вал редуктора соединен муфтой с валом электродвигателя, то необходимо согласовать диаметры ротора d_дв и вала d_Bl. Как правило принимают

d_Bl = (0,7-1)d_дв. Некоторые муфты, например МУВП, могут соединять валы разных диаметров в пределах одного номинального момента. У подобранного нами электродвигателя диаметр вала равен 42 мм. Выбираем муфту МУВП по ГОСТ 21424 - 75 с расточками полумуфт под d_дв = 42 мм и d_в1 = 32 мм Примем под подшипниками d_в1 = 40 мм. (рис. 30). Шестерню выполним за одно целое с валом.

Рисунок 30

Иногда вал электродвигателя не соединяется непосредственно с ведущим валом редуктора, а между ними имеется ременная или цепная передача (так приведено в ряде заданий на курсовое проектирование). В этом случае диаметр вала редуктора рекомендуется принимать равным диаметру вала двигателя.

Рисунок 31

Ведомый вал (рис.31.), учитывая влияние изгиба от натяжения цепи, принимаем [τ_к] = 20 МПа. Диаметр выходного конца вала

=57,3мм.

Принимаем ближайшее из стандартного ряда размеров d_в2 = 55мм. Диаметр вала под подшипниками принимаем 60 мм, под зубчатым колесом 65 мм. Диаметры остальных участков назначаем исходя из конструктивных соображений.

Конструктивные размеры шестерни и колеса принимаем исходя из рассчитанных выше габаритов этих деталей. Шестерню выполняем за одно целое с валом (см. рис. 31.). В качестве заготовки для колеса принимаем поковку. Диаметр ступицы колеса принимается 1,6 диаметра вала и в нашем случае составит 65*1,6=105мм. Длина ступицы принимается в пределах (1,2-1,5) диаметра вала, т.е. в нашем случае 78-98мм. Примем длину ступицы 80мм, толщина обода принимается (3-4) модуля зацепления и в нашем случае (3-4)*2,5 = 7,5-10мм. Толщина диска принимается 0,3 от ширины зубчатого колеса. В нашем случае 0,3*80= 24мм.

9.3. Первый этап компоновки редуктора

Компоновку обычно проводят в два этапа. Первый служит для приближённого определения положения зубчатых кол1с и звёздочек (шкивов) относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.

Компоновочный чертеж выполняем в одной проекции -разрез по осям валов при снятой крышке редуктора; желательный масштаб 1:1, чертить тонкими линиями.

Примерно посередине листа параллельно его длинной стороне проводим горизонтальную осевую линию; затем две вертикальные линии - оси валов на расстоянии a_w = 200 мм. Вычерчиваем упрощенно шестерню и колесо в виде прямоугольников; шестерня выполнена за одно целое с валом; длина ступицы колеса равна ширине венца и не выступает за пределы прямоугольника.

Очерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

а) принимаем зазор между торцом шестерни и внутренней стенкой корпуса

А₁ = 1,2δ; при наличии ступицы зазор берется от торца ступицы;

б) принимаем зазор от окружности вершин зубьев колеса до внутренней стенки корпуса А = δ;

в) принимаем расстояние между наружным кольцом подшипника ведущего вала и внутренней стенкой корпуса А = δ.

Если диаметр окружности вершин зубьев шестерни окажется больше наружного диаметра подшипника, то расстояние А надо брать от шестерни.

Предварительно намечаем радиальные шарикоподшипники средней серии; габариты подшипников выбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников

d_п1 = 40 мм и d_п2 = 60 мм

По каталогу подшипников (см. приложение 18) имеем

Таблица 34

Условное обозначение подшипника	d	D	В	Грузоподъемность, кН
	размеры, мм			С	Со
308	40	90	23	41,0	22,4
312	60	130	31	81,9	48,0
Примечание. Наружный диамeтp подшипника D — 90мм оказался больше диаметра окружности вершин зубьев da1 = 71,66 мм.

Рисунок 32

Решаем вопрос о смазывании подшипников. Принимаем для подшипников пластичный смазочный материал. Для предотвращения вытекания смазки внутрь корпуса и вымывания пластичного смазочного материала жидким маслом из зоны зацепления устанавливаем мазеудерживающие кольца (размеры в источниках 2;3). Измерением находим расстояния на ведущем валу l₁ = 78 мм и на ведомом l₂= 82 мм. Примем окончательно l₁= l₂ = 82 мм.

Глубина гнезда подшипника принимается 1,5 его ширины. Толщина фланца ∆ подшипника принимается равной диаметру болта, который крепит данную крышку. Высота головки болта обычно равна 0,8 его диаметра. Диаметр крепёжного болта обычно принимают в зависимости от диаметра подшипника по табл.35.

Зазор между головкой болта и торцом соединительного пальца цепи (или торцом шкива) принимается 8-15мм.

Таблица 35.

Диаметр подшипника	20-50	50-65	65-90	90-120	120-160
Диаметр креп. болта	5-8	6-10	10-12	12-14	12-14

Измерением устанавливаем расстояние l₃ = 81мм, определяющее положение звёздочки относительно ближайшей опоры ведомого вала. Окончательно принимаем l₃ = 82мм.