Главная страница
Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Проектировочный расчёт валов редуктора
5.1 Выполняем предварительный расчёт валов редуктора по допускаемым напряжениям на кручение:

где Т - крутящий момент на рассчитываемом валу, Н*м,
[τ ]-20...25 МПа- допускаемое касательное напряжение при расчёте на кручение [τ ]=20 МПа - для передачи вращающего момента с помощью муфты; [τ ]- 25 МПа - для передачи вращающего момента с помощью ценной передачи.
dв -выходной конец вала
расчётное значение округляем до ближайшего большего размера.
5.2 Под подшипники принимают значения dn= dв +(3...6) и округляют до стандартного числа заканчивающегося на 0 или 5.
5.3 Под ступицу колеса принимаем значение диаметра dв3=dn+ (4...6) и
принимаем ближайшее из стандартного размерного ряда (Таблица 3).
Уточняем расчетные значения dв с диаметром выходного вала.
dв-(0.8...1.0) dдв, если вал ведущий и вал двигателя соединены с помощью муфты.

Рисунок 1. Эскизы валов: а-вал-шестерня цилиндрическая, б-вал-шестерня коническая, в-вал ведомый.
Таблица 14-Механические характеристики для материалов червячных колес.
Марка бронзы или чугуна
| Спо соб отли вки
| Пределы
| Допускаемые напряжения при твёрдости червяка
|
|
| Прочн ости
| Текучее ти
| HRC< 45
| HR045
|
|
| [σ в]
| [σ в]
| [σ of]'
| [σ -if]'
| [σ н]'
| [σ of]'
| [σ -if]'
| [σ н]'
| Бр0Т0Ф1
| П
|
|
|
|
|
|
|
|
| БрОЮФ!
| К
|
|
|
|
|
|
|
|
| Бр010Н1Ф1
| Ц
|
|
|
|
|
|
|
|
| Бр05Ц5С5
| П
|
|
|
|
|
|
|
|
| Бр05Ц5С5
| К
|
|
|
|
|
|
|
|
| БрА9ЖЗЛ
| П
|
|
|
|
| -
|
|
| -
| БрА9ЖЗЛ
| к
|
|
|
|
| -
|
|
| -
| БрА10Ж4Н4Л
| П, К
|
|
|
|
| -
|
|
|
| С410
| П
|
|
|
|
| -
|
|
| -
| С415
| п
|
|
|
|
| -
|
|
| -
| С418
| П
|
|
|
|
| -
|
|
| -
| С420
| П
|
|
|
|
| -
|
|
| -
| Примечание: К - отливки в кокиль; П - отливка в песчаную форму; L
| , - отливка центробежная.
| Таблица 15-Значение коэффициента формы зуба Yf
Z или Zr
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Yf
| 4, 28
| 4, 09
| 3, 98
| 3, 92
| 3, 88
| 3, 81
| 3, 80
| 3, 75
| 3, 70
| Z или Zr
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Yf
| 3, 66
| 3, 65
| 3, 62
| 3, 60
| 3, 60
| 3, 60
| 3, 60
|
|
|
По ГОСТ 21354-75
Таблица 16-Коэффициент ширины венца колеса относительно межосевого расстояния ψ a=B2/aω по ГОСТ СЭВ 229-75
Расположение колёс
| ψ a
| Симметрическое Несимметрическое
Консольное одного или обоих Шевронные передачи
Открытые передачи
| 0, 4... 0, 5
0, 25... 0, 4
0, 20... 0, 25 0, 4...0, 63
0, 1...0, 2
|
Таблица 17-Коэффициент Yf на делительном цилиндре червяка
Zn
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Yf
| 2, 43
| 2, 41
| 7 32
| 2, 27
| 2, 22
| 2, 19
| 2, 12
*
| 2, 09
| 2, 08
| 2, 04,,
|
Таблица 18-Значение угла подъёма у на делительном цилиндре червяка.
Zi
| Коэффициент q
|
|
|
| 12.5
|
|
|
|
| 7 07
| 5 43
| 4°35
| 4 05
| 3 °35
| 2°52
|
| 14°02
| 11 °19
| 9°05
| 8°07
| 7°07
| 5 43
|
| 20 °33
| 16°42
| 13 °30
| 12 °03
| 10°37
| 8 35
|
| 26 34
| 21 48
| 17°45
| 15 °57
| 14°02
| 11 19
|
Таблица 19-Коэффициент деформации червяка θ
Таблица 20-Коэффициент динамичности нагрузки Kv.
Степень точности
| Скорость скольжения и», м/с
|
| до 1, 5
| св. 1, 5 до 3
| св. 3 до 7, 5
| св. 7, 5 до 12
|
| -
| -
| 1, 0
| 1, 1
|
| 1, 0
| 1, 0
| 1, 1
| 1, 2
|
| 1Д5
| 1, 25
| 1, 4
| -
|
| 1, 25
| -
| -
| -
| По ГОСТ 3675-81 установлено 12 степеней точности для червячных передач; для редукторов общего назначения применяют 7-уюстепень точности.
|
Таблица 21-Значение коэффициента Кна для косозубых и шевронных передач
Степень точности
| Скорость скольжения ps, м/с
|
| До1
|
|
|
|
|
|
| 1, 02
| 1, 03
| 1, 04
| 1, 05
|
|
| 1, 05
| 1, 07
| 1, 10
| 1, 12
|
| 1, 06
| 1, 06
| 1, 13
| -
| -
|
| 1, 1
| 1, 13
| -
| -
| -
|
Таблица 22-Значение коэффициента Кнβ
Ψ d
| Твёрдость поверхности зубьев
|
| НВ 350
| НВ350
|
| I
| II
| III
| I
| II
| III
| 0, 4
| 1, 15
| 1, 04
| 1, 0
| 1, 33
| 1, 00
| 1, 02
| 0, 6
| 1, 24
| 1, 06
| 1, 02
| 1, 50
| 1, 14
| 1, 04
| 0, 8
| 1, 30
| 1, 08
| 1, 03
| -
| 1, 21
| 1, 06
| 1, 0
| -
| 1, 11
| 1, 04
| -
| 1, 29
| 1, 09
| 1, 2
| -
| 1, 15
| 1, 05
| -
| 1, 36
| 1, 12
| 1, 4
| -
| 1, 18
| 1, 07
| -
| -
| 1, 6
| 1, 6
| -
| 1, 22
| 1, 09
| -
| -
| 1, 21
| 1, 8
| -
| 1, 25
| 1, 11
| -
| -
| -
| 2, 0
| -
| 1, 30
| 1, 14
| -
| -
| -
| Примечание: I - Консольное расположение;
II— Несимметричное расположение колеса; Ш - Симметричное расположение колеса.
| Примечание: Кн=1 для прямозубых колёс.
Таблица 23-Значение коэффициента К ну.
| Окружная скорость υ s, м/с
| Степень точности
| До 5
|
|
|
|
| Степень точности
|
|
|
| Прямозубая
|
| 1, 05
| -
| -
|
|
| 1, 10
| -
| -
| Косозубая и
|
| 1, 0
| 1, 02
| 1, 05
| шевронная
|
| 1, 0
| 1, 07
| 1, 10
|
Таблица 24-Шпонки призматические по ГОСТ 23360-78, (в мм.)
Диаметр материала вала
| Сечение шпонки
b× h
| Глубина паза
| Фаска х 45°
|
|
| Вала t1
| Втулки t2
|
| Св. 10 до 12
| 4x4
| 2, 5
| 1, 8
| 0, 08...0, 16
| Св. 12 до 17
| 5x5
| 3, 0
| 3, 3
| 0, 16...0, 25
| Св. 17 до 22
| 6x6
| 3, 5
| 2, 8
|
| Св.22 до 30
| 8x7
| 4, 0
| 3, 3
|
| Св. 30 до 38
| 10x8
| 5, 0
| 3, 3
| 0, 25... 0, 40
| Св. 38 до 44
| 12x8
| 5, 0
| 3, 3
|
| Св. 44 до 50
| 14x9
| 5, 5
| 3, 8
|
| Св. 50 до 58
| 16x10
| 6, 0
| 4, 3
|
| Св.58 до 65
| 18x11
| 7, 0
| 4, 4
|
| Св. 65 до 75
| 20x12
| 7, 5
| 4, 9
| 0, 40... 0, 60
| Св.75 до 85
| 22x14
| 9, 0
| 5, 4
|
| Св.85 до 95
| 25x14
| 9, 0
| 5, 4
|
| Примечание: Длину шпонки выбирают из ряда:
6., 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 28, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70, 80, 90, 100, l 10, 125, 140, 160, 180, 200...(до 500). Материал шпонки - сталь 45.
|
Таблица 25-Значение коэффициентов Кσ и Кτ для вала с галтелями.
|
|
|
| Валы из стали, имеющей
| , МПа
|
|
| D/d
| Z1/d
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| Кσ
| Кτ
|
| 0, 02
| 1, 96
| 2, 08
| 2, 20
| 2, 35
| 1, 30
| 1, 35
| 1, 41
| 1, 45
|
| 0, 04
| 1, 66
| 1, 69
| 1, 75
| 1, 81
| 1, 20
| 1, 24
| 1, 27
| 1, 29
|
| 0, 06
| 1, 51
| 1, 52
| 1, 54
| 1, 57
| 1, 16
| 1, 18
| 1, 20
| 1, 23
| до 1, 1
| 0, 08
| 1, 40
| 1, 41
| 1, 42
| 1, 44
| 1, 12
| 1, 14
| 1, 16
| 1, 18
|
| 0, 10
| 1, 34
| 1, 36
| 1, 37
| 1, 38
| 1, 09
| 1, 11
| 1, 13
| 1, 15
|
| 0, 15
| 1, 25
| 1, 26
| 1, 27
| 1, 29
| 1, 06
| 1, 07
| 1, 08
| 1, 09
|
| 0, 20
| 1Д9
| 1, 21
| 1, 22
| 1, 23
| 1, 04
| 1, 05
| 1, 06
| 1, 07
| св.1, 1.
| 0, 02
| 2, 34
| 2, 51
| 2, 68
| 2, 89
| 1, 50
| 1, 59
| 1, 67
| 1, 74
|
| 0, 04
| 1, 92
| 1, 97
| 2, 05
| 2, 13
| 1, 33
| 1, 39
| 1, 45
| 1, 48
|
| 0, 06
| 1, 71
| .1, 74
| 1, 76
| 1, 80
| 1, 26
| 1, 30
| 1, 33
| 1, 37
| до 1, 2
| 0, 08
| 1, 56
| 1, 58
| 1, 59
| 1, 62
| 1, 18
| 1, 22
| 1, 26
| 1, 30
|
| 0, 10
| 1, 48
| 1, 50
| 1, 51
| 1, 53
| 1, 16
| 1, 19
| 1, 21
| 1, 24
|
| 0, 15
| 1, 35
| 1, 37
| 1, 38
| 1, 40
| 1, 10
| 1, 11
| 1, 14
| 1, 16
|
| 0, 20
| 1, 27
| 1, 29
| 1, 30
| 1, 32
| 1, 06
| 1, 08
| 1, 10
| 1, 13
|
Таблица 26- Значение коэффициентов Кσ и Кτ для валов с одной шпоночной канавкой.
Коэффициенты
| σ в, МПа
|
|
|
|
| Ко
| 1, 6
| 1, 75
| 1, 80
| 1, 90
| Кт
| 1, 5
| 1, 60
| 1, 70
| 1, 90
|
Сталь
| Диаметр вала d, мм
|
|
|
|
|
|
|
| Углеродистая
| 0, 92
| 0, 88
| 0, 85
| 0, 82
| 0, 76
| 0, 70
| 0, 61
|
0, 83
| 0, 77
| 0, 73
| 0, 70
| 0, 65
| 0, 59
| 0, 52
| Легированная
| 0, 83
| 0, 77
| 0, 73
| 0, 70
| 0, 65
| 0, 59
| 0, 52
|
Таблица 27-значение .
|
6. Конструктивные размеры зубчатых колес.
Конструктивные
элементы колеса: а-—цилиндрического; б—конического; а—червячного
Таблица28-Стандартные размеры фасок
-
В проектируемых приводах колеса редукторов получаются относительно небольших диаметров и их изготовляют из круглого проката или поковок Большие колеса открытых зубчатых передач изготовляют литьем или составными. Ступицу колес цилиндрических редукторов располагают симметрично относительно обода, а ступица колес открытых цилиндрических зубчатых передач может быть расположена симметрично и несимметрично относительно обода. Ступица колес закрытых и открытых передач конического зацепления выступает со стороны большого конуса Таблица 29-Конструкция цилиндрических зубчатых колес, мм.
Элемент колеса
| Параметр
| Способ получения заготовки
|
а — круглый прокат,
б— ковка
| в — ковка,
г — штамповка
| д — литье, е — составные
| Обод
| Диаметр
| da < \100 мм
| dа=100...500 мм
| dа > 500 мм
|
Толщина
| S=2.2m+0.05b2
| S=2.2m+0.05b2;
h=0.1b2;
S0=1.2S; t=0.8h
|
Ширина
| b2 (см. пункт 4)
| Ступица
| Диаметр внутренний
| d=dв3 (см. пункт 5)
|
Диаметр наружный
| dст= 1.55d при соединении шпоночном и с натягом
|
Толщина
| δ ст=0, 3d
|
Длина
| a-lст=b2
б-lст=(1, 0…1, 5)d
| lст=(1, 0…1, 5)d
|
lст (1, 0... 1, 2) d— оптимальное значение
| Диск
| Толщина
| С=Ь2-(2…4)
| C'=0, 5(S+ δ ст)
|
Радиусы закруглений и уклон
| R
| R ; γ ◦
| R ; γ ◦
|
Отверстия
| —
| —
| См. табл.30
|

Рисунок 2. Конструктивные элементы цилиндрических колес
Примечания: 1. При определении длины ступицы Lст числовой коэффициент перед d принимают. ближе к единице при посадке колеса на вал с натягом и ближе к верхнему пределу-—при переходной посадке. 2. На торцах зубьев выполняют фаска размером /=(0, 6...0, 7)и с округлением до стандартного значения по табл.29. Угол, фаски α φ: на прямозубых колесах α φ =45°; на косозубых колесах при твердости рабочих поверхностей НВ< 350 α φ = 45°, а при НВ> 350 α φ = 15°.
Таблица30-Конструкция конических зубчатых колес, мм
Элемент
|
Параметр
|
|
|
| Способ получения заготовки
|
|
| а — круглый прокат, б—ковка
| a—ковка,
б—штамповка
| a—литье, б—составные
| Обод
| L Диаметр
| dае
| dае > 120 мм
| dае> 180 мм
|
| Т Толщина
| S = 2, 5mte (me); S0≥ 1, 2mte (me)
|
| Ширина
|
| b0=S
| b0=0.5b; см. пункт 4
|
Ступица
| Диаметр внутренний
| d=d3 (см. пункт 5)
|
Диаметр наружный
| dст=1, 55d при соединении шпоночном и с натягом
|
Толщина
| δ ст=0, 3d
|
Длина
| l ст=(1, 2…1, 5)d
| Диск
| Толщина
| С определяется графически
| С = 0, 5(S+ δ ст)≥ 0, 25b
|
Радиусы закруглений и уклон
| R
| R ; γ ◦
| R ; γ ◦
|
Отверстия
| —
| —
| См. табл. 31
|
Примечание.1 См. примечание 1 к табл.29. 2. На торцах зубьев выполняют фаски размером f=0.5mte(me) с округлением до стандартного значения по табл. 29. 3. Фаски снимают параллельно оси отверстия колеса. 4. Колеса конструируются со ступицей, выступающей за торец диска со стороны большего конуса; при этом размер K принимается конструктивно.
2. Червячные колеса (табл.3). По условиям работы изготовляют составными: центр колеса (ступица с диском) — из стали, реже из серого чугуна, а зубчатый венец (обод)—из антифрикционного материала.
При единичном и мелкосерийном производстве зубчатые венцы соединяют с центром колеса посадкой с натягом. При постоянном направлении вращения червячного колеса на наружной поверхности центра предусматривается буртик, и эта форма центра является традиционной. В современных конструкциях для упрощения процесса изготовления венца и центра буртик не делают, обеспечивая посадку венца на центр с натягом. При небольших скоростях скольжения v 2 м/с и малых диаметрах колеса его можно изготовить цельнолитым

Рисунок 3. Конструкции червячных колес
а и б—с напрессованным венцом (о — с натягом), в — цельное колесо из чугуна
Таблица 31-Размеры контструктивных элементов червячных колес
Элемент колеса
| Параметр
| Значение
| Обод
Ступица
| Диаметр наибольший
| dвм2(см. п.4)
| Диаметр внутренний
| dв=0, 9d2-2.5m; d2 и m (см. п. 4)
| Толщина
| S=0.05d2; S0=1.2S;
h=0.15b2; t=0.8h
| Ширина
| b2 (см. п. 4)
| Диаметр внутренний
| d=d3(см. п. 5)
| Диаметр наружный
| Стальная dст = l, 55d
чугунная dст = l, 6d
при соединении шпоночном и с
натягом
| Толщина
| δ ст=0, 3d
|
| Длина
| l ст=(1…1, 5)d
| Диск Толщина |
C=0, 5(S+ σ ст)> 0, 25b2
|
Радиусы закруглений и уклон
| R ; γ ◦
|
Отверстия
| d n0=4…6
| Примечания: 1. См. примечание 1 к табл.30. На торцах зубьев выполняют фаски размером f=0, 5т с округлением до стандартного значения по табл. 29 3. Угол фаски α ф = 45°.
3. Валы-шестерни и червячные валы. Цилиндрические и конические шестерни при u≥ 3, 15 выполняют заодно с валом, а при U ≤ 2, 8 они могут быть насадными, если это конструктивно необходимо. Однако стоимость производства при раздельном исполнении вала и шестерни (червяка) увеличивается вследствие, увеличения числа посадочных поверхностей и необходимости применения того или иного соединения. Поэтому шестерни и червяки(рис.4) чаще всего выполняют заодно с валом

Рисунок 4 Быстроходные валы редукторов:
а-вал-шестерня цилиндрическая, б- вал-шестерня коническая; в-вал-червяк
Таблица 32-Значение Кσ и ε σ для валов с напрессованными деталями при
давлении напрессовки свыше 20 МПа.
d, мм
| σ в, МПа
| Примечание
|
|
|
|
|
| 2, 0
| 2, 3
| 2, 6
| 3, 0
| I. Для касательных напряжений Кτ /ε τ =
= 0, 6Кσ / ε σ + 0, 4
II. При напрессовке 10-20 МПа снижать
Кτ /ε τ на5...15%
|
| 2, 35
| 2, 6
| 3, 0
| 3, 4
|
| 2, 6
| 2, 8
| 3, 3
| 3, 8
|
| 2, 7
| 3, 2
| 3, 65
| 4, 0
|
| 3, 3
| 3, 6
| 4, 0
| 4, 5
|
Таблица 33-Диаметры валов, радиусы галтелей и размеры фасок.
| 15...30
| 30...45
| 45...70
| 70...100
| 100...150
|
| 1, 0
| 1, 0
| 1, 5
| 2, 0
| 2, 5
| С
| 1, 5
| 2, 0
| 2, 5
| 3, 0
| 4, 0
|
Таблица 34-Значения [σ ]cm, МПа для шпоночных соединений.
Соединение
| Материал ступицы
| Характер
нагрузки
|
Постоянная
| Переменная
| Неподвижное
| Сталь
|
|
|
Чугун
|
|
| Подвижное
| Сталь
|
|
|
Таблица 35-Посадки радиальных шарико и ролико-подшипников классов 0 и 6.
Нагружение кольца
| Поля допусков
|
Валов
| Отверстий
|
При наг
| эужении
|
Внутреннего кольца
| Наружного кольца
| Местное
| js6, h6, g6, f6
| Js6, Js7, Н7
| Циркулярное
| k6, m6, пб, js6
| N7, М7, К7
| Колебательное
| M6, K6, js6
| К7, Js7, Н6
|
Таблица 36-Посадки в зависимости от регулирования колец
Вид нагружения колец
| Регулируемое кольцо
| Нерегулируемое кольцо
|
Поля допусков
|
Валов
| Отверстий корпусов
| Валов
| Отверстий корпусов
| Циркулярное
| js6, h6
| Js7
| h6, m6, k6, js6
| N7, М7, К7, Js7
| Местное
| Кольцо перемещается по посадочной поверхности
| f7, g6, h6
| H7
| —
| —
|
Кольцо не перемещается по посадочной поверхности
| js6, h6
| M7, K7, H7
| js6, h6
| М7, К7, Н7
|
|