Привод с двухступенчатым соосным редуктором

 Промежуточный вал.

Диаметр вала под колесом  и шестерней (рис.4), мм:

d_к= ³√Т₂/0,2[t]_К=³√184,88·10³/0,2*25=33,3 мм

где: Т₂ – вращающий момент на промежуточном валу, Н · мм;

Диаметр d_к округляем до целого стандартного значения d_к= 35 мм.

Диаметр вала в месте  посадки подшипника, мм:

d_п = d_к – 3 ^. r;

 

Рис.4. Промежуточный вал

где: r = 2,5 – координата фаски подшипника, мм;

d_п= 35 – 3 ^. 2,5 = 27,5 мм;

Диаметр d_п округляем до числа кратного 5: d_п= 30 мм.

Диаметр разделительного  кольца со стороны подшипника, мм;

d_δ.п.= d_п + 3 · r;

d_δ.п.= 30 + 3 · 2,5 = 37,5 мм;

Диаметр d_δ.п2 округляем до целого стандартного значения d_δ.п = 40 мм

Диаметр разделительного кольца со стороны колеса и шестерни, мм:

d_δ.к. = d_к + 3 · f; 

где: f = 1,2 – размер фаски, мм:

d_δ.к. = 35+ 3 · 1,2 = 38,6 мм;

Диаметр d_δ.к округляем до целого стандартного значения d_δ.к= 40 мм.

 Выходной вал

Диаметр выходного конца  вала (рис. 5), мм:

d_в = ³√Т₃/0,2[t]_К=³√717,34·10³/0,2*25=52,3 мм

Диаметр d_в3округляем до целого стандартного значения d_в = 50 мм.

Диаметр вала под уплотнение, мм:

d_упл = d_в + 2 · t; 

где: t = 2,8 – высота буртика, мм;

d_упл = 50 + 2 · 2,8 = 55,6 мм;

Диаметр d_упл округляем до целого стандартного значения d_упл = 55 мм.

рис. 5. Выходной вал

Диаметр вала d_п в месте посадки подшипника может быть равен диаметру вала под уплотнением или больше его, но кратен пяти, т.е.

d_п ≥ d_упл;

d_п = 60 мм;

Диаметр разделительного кольца со стороны подшипника, мм;

d_δ.п. = d_п + 3 · r;

d_δ.п. = 60 + 3 · 3 = 69 мм;

Диаметр d_б.п округляем до целого стандартного значения d_δ.п = 70 мм.

Диаметр вала под колесом, мм:

d_δ.п. ≥ d_к> d_п;

70 ≥ 65 > 60;

d_к = 65 мм.

Диаметр разделительного кольца со стороны колеса, мм:

d_δ.к. = d_к + 3 · f; 

где: f = 2 – размер фаски, мм:

d_δ.к. = 65+ 3 · 2 = 70 мм;

Предварительный выбор  подшипников качения

Подшипники качения  выбираются в зависимости от диаметров валов, начиная с легкой серии. Для валов с цилиндрическими косозубыми колесами – радиально – упорные или роликовые конические. Для выбранных подшипников из таблиц выписать их маркировку, наружный D и внутренний d диаметры и ширину В, величины статической С_or и динамической С_r грузоподъемностей. Выбор подшипников занесены в таблицу 8.

валы	входной	промежуточный	выходной
подшипники	конические, однорядные, средней серии,  2шт	конические, однорядные, легкой серии , 2шт	конические, однорядные, легкой серии,  2шт
Номер подшипника	7306	7206	7212
Наружный диаметр D, мм	72	62	110
Внутренний диаметр dп, мм	30	30	60
Ширина, мм	19	16	23
Статическая грузоподъём. Сor, кН	43	31,5	78
Динамическая грузоподъём. Сr, кН	29,5	22	58
r, мм	2,0	1,5	2,5
r1, мм	0,8	0,5	0,8

Таблица 8

Выбор подшипников

 

 

7. Конструктивные размеры  корпуса, крышки редуктора и зубчатых колес редуктора

7.1. Конструирование корпуса и крышки редуктора

 

Рис. 6. Корпус редуктора

 

Для удобства монтажа  деталей корпус обычно выполняют разъёмным (рис. 6). Плоскость разъёма проходит через оси валов и делит корпус на основание (нижнюю часть) и крышку (верхнюю часть).

Конструирование расчеты корпуса и крышки редуктора приведены в виде таблицы 9.

Таблица 9

Расчеты корпуса и крышки редуктора

Параметры	Ориентировочные соотношения		Размеры, мм
Толщина стенки корпуса  редуктора	δК = 0,025 . аωт + 3;	δК = 0,025 . 280 + 3 = 10 мм;	10
Толщина стенки крышки редуктора	δ1К = 0,02 . аωт + 3;	δ1К = 0,02 . 280 + 3 = 9 мм;	9
Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса и крышки	b = 1.5 . δК ;	b = 1.5 . 10 = 15 мм;	15
Толщина нижнего пояса (фланца) корпуса	b1 = 1,5 . δ1К ;	b1 = 1,5 . 9 = 13,5 мм;	13,5
Толщина нижнего пояса  корпуса без бобышки	p = 2.35 . δК ;	p = 2.35 . 10= 23,5 мм	23,5
Толщина ребер основания  корпуса	m = (0.85 ÷ 1) . δК;	m = 1 . 10 = 10 мм;	10
Толщина ребер крышки	m1 = (0.85 ÷ 1) .δ1К;	m1 = 1 . 9 = 9 мм;	9
Диаметр фундаментальных  болтов	d1 = (0,03 ÷ 0,036) . аωт + 12;	d1 = 0,03 . 280 + 12 = =20,4 мм;	ØМ20
Диаметр болтов у подшипников	d2 = (0,7 ÷ 0,75) .d1;	d2 = 0.75 .20 =15 мм;	ØМ15
Диаметр болтов, соединяющих  основание корпуса с крышкой	d3 = (0,5 ÷ 0,6) . d1;	d3 = 0,5 . 20 = 10 мм;	ØМ10
Диаметр болтов крепления  крышки подшипников	d5 = (0.3 ÷ 0.5) . d1;	d5 = 0.4 . 20= 8 мм;	ØМ8 (4-6 шт.)
Расположение оси отверстия  для болта	е ≈ (1 ÷ 1,2) . d2;	е ≈ 1 . 15 = 15 мм;	15
Толщина фланца крышки	δ4 = 1,2 . δ3;	δ4 = 1,2 . 6 = 7,2 мм;	7,2
Толщина ножки крышки	δ5 = (0,9 ÷ 1,0) . δ3;	δ5 = 1,0 . 6 = 6 мм;	6
Длинна ножки крышки	l = (1,2 ÷ 2,0) . δ3;	l= 1,5 . 6 = 9 мм;	9
Диаметр окружности, оси винтов крепления крышки	DВ = D + 2C4;  где: С4 ≈ d4;	DВ1 = 80 + 2*8 = 96 мм; DВ2 = 80 + 2*8 = 96 мм;	96 96
Диаметр фланца крышки	DФ = D + (4 ÷ 4,4) . d4;	DФ1 = 80+4. 8 = 112 мм; DФ2 = 80+4. 8 = 112 мм;	112 112
Диаметр гнезда	DК = DФ + (2 ÷ 5);	DК1 = 112 + 4 = 116 мм; DК2 = 112 + 4 = 116 мм;	116 116

Расстояние от наружной поверхности стенки корпуса С₁, С₂, С₃, до оси болтов d₁, d₂, d₃, и ширины фланцев корпуса К₁, К₂, К₃, выбираются в зависимости от диаметров болтов d₁, d₂, d₃. Диаметры отверстий под болты принять на 1 мм больше диаметров болтов.

С₁ = 23 мм, К₁ = 44 мм; С₂ = 19,5 мм, К₂ = 36 мм; С₃ = 10 мм, К₃ = 16 мм.

При конструировании  крышки определяющим размером является диаметр D отверстия в корпусе под подшипник (рис. 7). Толщина стенки крышки δ₃, диаметр d₄, и число винтов крепления Z крышки к корпусу в зависимости от D.

Толщина стенки крышки δ₃ = 6 мм;

Диаметр винтов крышки под  подшипник d₄ = 8 мм;

Число винтов крепления Z = 4 шт.

 

Рис. 7. Конструирование крышки

Промежуточная опора (рис. 8) соосно-расположенных валов находится внутри корпуса редуктора. В отверстии опоры располагаются подшипники входного и выходного валов, имеющие разные наружные диаметры D₁ и D₃. Расточку отверстия выполняют со сквозным диаметром D₃. Для установки подшипника с меньшим диаметром D₁ применяют кольцо (рис. 8). Кольцо фиксируется кольцевым выступом на наружной поверхности, входящим в канавку разъемного корпуса. Подшипники доводятся до упора в торцовые поверхности кольца.

Рис. 8. Промежуточная опора

Формы канавок, выполняемых  в кольце, показаны на рис. 9, их размеры приведены в табл.10.

Рис. 9. Форма канавок

Таблица 10

Размеры канавок, мм

Di	b2	d1	d2	R	R1
Св. 10 до 50	3	Di – 0.5	Di + 0.5	1.0	0.5
Св. 50 до 100	5	Di – 1.0	Di + 1.0	1.6	0.5
Св. 100	8			2.0	1.0

 

 

7.2. Конструирование зубчатых колес

 

Для изготовления стальных зубчатых колес рекомендуется применять кованые или штампованные заготовки, имеющие более высокие механические характеристики.

Быстроходная ступень.

Шестерня:

делительный диаметр d₁ = 95 мм;

диаметр вершин зуба d_а1 = 100 мм;

ширина венца зуба b₁ = 74 мм;

шестерню изготавливаем  заодно целое с валом.

Колесо:

делительный диаметр d₂ = 465 мм;

диаметр вершин зуба d_а2 = 470 мм;

ширина венца зуба b₂ = 70 мм.

Диаметр ступицы колеса:

d_ст = 1.6 ^. d_к; 

d_ст1 = 1,6 ^. 40 = 64 мм.

Длина ступицы колеса:      l_ст = (1.2 ÷ 1.5) d_к; 

Если l_ст окажется меньше ширины венца колеса b₂, то принять l_ст = b₂:

l_ст1 = 1,5 ^. 40 = 60 мм; Так как l_ст1 < b₂,  то принимаем l_ст1 = b₂;

l_ст1 = 70 мм;

Толщина обода:     δ₀ = (2,5 ÷ 4,0) ^. m; 

Величина δ₀ должна быть не менее 8 - 10 мм.

δ₀₁ = 3,0 . 2.75 = 8.25 мм, принимаем = 8 мм.

Толщина диска:  N=0,3∙ b₂=0,3∙70=21 мм

 На торцах зубчатого венца выполнить фаски размером f = (0,5 - 0,7)m, округлив до стандартного значения.

f₁ = 0.7m₁  

f₁= 0,7 ^. 2,75 = 1,93 мм,

Принимаем размеры фасок f₁= 2,5 мм.

Диаметр окружности, по которой располагаются  центры отверстий D_о:

D_отв = 0,5 ^. (D₀ + d_ст);  где:

D₀ = d_f – 2 ^. δ₀; 

D₀₁ = d_f2 – 2 ^. δ₀₁; 

D₀₁ = 458 – 2 ^. 8 = 442 мм;

D_отв1 = 0,5 ^. (442 + 52,8) = 247,4 мм;

 

Тихоходная ступень.

Шестерня:

делительный диаметр d₁ = 110 мм;

диаметр вершин зуба d_а1 = 119 мм;

ширина венца зуба b₁ = 92 мм;

шестерню изготавливаем  заодно целое с валом.

Колесо:

делительный диаметр d₂ = 450 мм;

диаметр вершин зуба d_а2 = 459 мм;

ширина венца зуба b₂ = 88 мм.

Диаметр ступицы колеса:

d_ст = 1.6 ^. d_к; 

d_ст2 = 1,6 ^. 65 = 104 мм.

Длина ступицы колеса:      l_ст = (1.2 ÷ 1.5) d_к; 

Если l_ст окажется меньше ширины венца колеса b₂, то принять l_ст = b₂:

l_ст2 = 1,5 ^. 65 = 97,5 мм;

l_ст2 = 98 мм;

Толщина обода:     δ₀ = (2,5 ÷ 4,0) ^. m; 

δ₀₂ = 2,5 ^. 4,5 = 11,25 мм, принимаем = 11 мм.

Толщина диска:  N=0,3∙ b₂=0,3∙88=26 мм

 На торцах зубчатого венца выполнить фаски размером f = (0,5 - 0,7)m, округлив до стандартного значения.

f₂ = 0.7m₁  

f₂= 0,7 ^. 4,5 = 3,15 мм,