Тепловий розрахунок редуктора

Умова роботи редуктора без перегріву при тривалій роботі записується у вигляді

де t_м – температура масла;

t_в – температура навколишнього повітря;

Р_ч – передана потужність. Р_ч=750 Вт;

- коефіцієнт корисної дії черв'ячної передачі. =0, 75;

k_t – коефіцієнт теплопередачі. Уважаємо, що забезпечується досить гарна циркуляція повітря, і приймаємо коефіцієнт теплопередачі k_t=17 Вт/(м² °С);

А – площа тепловідвідної поверхні. Для проектованого редуктора площа тепловідвідної поверхні А= 0, 5 м² (тут ураховувалася також площа днища, тому що конструкція опорних лабетів забезпечує циркуляцію повітря біля днища).

[Δ t] – допустимий перепад температур при нижнім розташуванні черв'яка [Δ t]=60°.

Тоді .

Умова роботи редуктора без перегріву при тривалій роботі забезпечено.

8. Перевірка на міцність шпонкових з'єднань

Для забезпечення точного центрування деталі на валах приймаємо шпонки призматичні звичайні з округленими торцями. Матеріал шпонок – сталь 45 нормалізована. Орієнтовно приймаємо довжини шпонок під зубчасте й черв'ячне колеса

l_шп=1, 5d_{ступиці}.

Перетин шпонки підбираємо відповідно до Держстандарту залежно від діаметра вала, на який насаджується шпонка.

Перевірка міцності проводиться по напрузі зминання по бічних поверхнях шпонки по формулі

,

де T – переданий шпонкою крутний момент;

d - діаметр вала;

h - висота шпонки;

t₁ – глибина шпонкового паза;

l - довжина шпонки;

b - ширина шпонки;

- допускається напруга зминання; =1004120 МПа для сталевої маточини й =50470 МПа для чавунної.

Довжина шпонок після розрахунку округлялася за ДСТ (табл. 8.9 [1]).

Місце посадки шпонки	Діаметр вала; мм	Перетин шпонки bxh, мм	Довжина шпонки l; мм по держстандарту	Напруження зминання
Під черв'ячним колесом		16х10		44, 8< 120
Під зубчастим колесом		28х16		76< 120

Для вхідних і вихідних кінців валів двоступінчастих редукторів за ДСТ 20758-75 шпонки не потрібні, тому що посадкові місця напівмуфт конічні.

9. Уточнений розрахунок валів

Вал А:

Матеріал – сталь 45, термічна обробка – поліпшення. Середнє значення (при діаметрі заготівлі до 90 мм табл. 3.3 [1]). Границя витривалості при симетричному циклі вигину

.

Границя витривалості при симетричному циклі дотичних напружень

.

Небезпечний переріз А- А.

Цей перетин при передачі обертаючого моменту розраховується на крутіння й вигин. Концентрацію напруги викликає наявність шпонкової канавки.

Коефіцієнт запасу міцності по дотичних напруженнях

,

де амплітуда й середня напруга отнулевого циклу

.

При

;

.

Приймаємо:

.

Держстандарт 16162-78 вимагає, щоб момент на консольній частині вхідного вала був не більше .

.

Коефіцієнт запасу міцності по нормальних напругах

де

;

.

,

де момент опору вигину

;

Згинальний момент у горизонтальній площині

;

Згинальний момент у вертикальній площині

;

Сумарний згинальний момент у перетині А- А

.

Результуючий запас міцності

.

Вал Б:

матеріал – сталь 45, термообробка – поліпшення. Середнє значення ;

;

.

Небезпечний переріз Б- Б. Цей перетин під зубчастим колесом розраховується на крутіння й вигин. Концентрацію напруг викликає наявність шпонкової канавки.

;

; ;

;

.

;

;

;

;

Згинальний момент у горизонтальній площині

;

Згинальний момент у вертикальній площині

;

Сумарний згинальний момент у перетині Б- Б

;

Коефіцієнт запасу міцності по дотичних напруженнях

;

Коефіцієнт запасу міцності по нормальних напругах

;

.

Вал С:

Матеріал – сталь 45, термообробка – поліпшення. Середнє значення ;

;

.

Небезпечний переріз - під черв'ячним колесом розраховується на крутіння й вигин. Концентрацію напруг викликає наявність шпонкової канавки.

;

; ;

;

.

;

;

;

;

Згинальний момент у горизонтальній площині

;

Згинальний момент у вертикальній площині

;

Сумарний згинальний момент у перетині Б- Б

;

Коефіцієнт запасу міцності по дотичних напруженнях

;

Коефіцієнт запасу міцності по нормальних напругах

;

Результуючий запас міцності

.

10. Вибір сорту масла й складання редуктора

Змазування зачеплення й підшипників виробляється розбризкуванням рідкого масла. По таблиці (табл. 10.9 [1]) установлюємо в'язкість масла. При контактних напругах і швидкості ковзання рекомендується в’язкість, що, масла повинна бути приблизно дорівнює 20 м2/с. По таблиці (табл.10.10 [1]) приймаємо масло авіаційне МС-20.

Перед складанням внутрішню порожнину корпуса необхідно ретельно очистити й покрити оливостійкою фарбою. Складання редуктора роблять відповідно до креслення загального виду. Починають складання з того, що на черв'ячний вал надягають крильчатку й кулькові радіально-упорні підшипники, попередньо нагрівши їх у маслі до 804100 °С. Зібраний черв'ячний вал вставляють у корпус.

При установці черв'яка, виконаного за одне ціле з валом, для проходу черв'яка його діаметр повинен бути менше діаметра отвору для стакану з підшипниками. У нашім випадку зовнішній діаметр черв'яка d_1год =70 мм, а зовнішній діаметр стакану для установки підшипників - 90 мм.

На початку складання вала черв'ячного колеса закладаємо шпонку й напресовуємо колесо до упору у бурт валу; потім надягаємо розпірну втулку й установлюємо роликові конічні підшипники, нагріті в маслі. Зібраний вал укладаємо в підставу корпуса й надягаємо кришку корпуса, покриваючи попередньо поверхні стику фланців спиртовим лаком. Для центрування кришку встановлюємо на корпус за допомогою двох конічних штифтів і затягуємо болти.

Закладаємо в підшипникові наскрізні кришки гумові манжети й установлюємо кришки із прокладками. Регулювання радіально-упорних підшипників робимо набором тонких металевих прокладок, установлюваних під фланці кришок підшипників.

Для регулювання черв'ячного зачеплення необхідно весь комплект вала із черв'ячним колесом зміщати в осьовому напрямку до збігу середньої площини колеса з віссю черв'яка. Цього домагаємося переносом частини прокладок з однієї сторони корпуса на іншу. Щоб при цьому збереглося регулювання підшипників, сумарна товщина набору прокладок повинна залишатися без зміни.

Ввертаємо пробку мастиловипускного отвору із прокладкою й вставляємо в відповідний отвір мастилопоказчик. Заливаємо в редуктор масло й закриваємо оглядовий отвір кришкою з віддушиною.

Зібраний редуктор необхідно обкатати й випробувати на стенді.

Використана література

1. С. А. Чернавский и др. Курсовое проектирование деталей машин;

М.: Машиностроение, 1987. - 290 с.

2. В. Н. Анурьев. Справочник конструктора-машиностроителя, том 1-3. М.: Машиностроение, 1980. - 560 с.

3. Р. А. Баласанян. Атлас деталей машин. Навчальний посібник для технічних вузів. К.: Основа, 1996. - 256 с.