1 Загальна частина
Опис редуктора
Привод складається з електродвигуна, муфти, відкритої прямозубої передачі, одноступінчатого горизонтального циліндричного шевронного редуктора.
Редуктор – це механізм, який служить для зниження кутових швидкостей і збільшення передаваємих обертових моментів.
Переваги шевронного редуктора:
- висока міцність зубців;
- плавність ходу;
- безшумність роботи;
- здатність передавати великі потужності при високих
кутових швидкостях.
Недоліки:
- складність і дорожнеча виготовлення.
Застосовують шевронні зачеплення у середньоходових
та швидкоходових передачах для передачі великих обертових моментів: скіповий підйомник, підіймально – транспортні машини, верстати.
1 – електродвигун;
2 – муфта;
3 – одноступеневий горизонтальний циліндричний шевронний редуктор;
4 – відкрита прямозуба передача.
Рисунок 1 – Кінематична схема привода
2 Розрахункова частина
2.1 Вибір електродвигуна, кінематичний і силовий розрахунок привода
Визначаємо загальний коефіцієнт корисної дії привода за формулою:
, (1)
де 
- ккд редуктора, 
, [ 1 ], с. 5;
- ккд відкритої прямозубої передачі, 
, [1], с. 5;
- ккд підшипникових вузлів, 
, [ 1 ], с. 5.
Визначаємо загальне передаточне число привода:
(2)
де 
- частота обертів вихідного вала;
- частота обертів вхідного вала.
.
Загальне передаточне число привода розподіляємо по елементах привода:
(3)
де 
- передаточне число редуктора, 
, [1], с.36;
- передаточне число відкритої прямозубої
передачі, 
, [1], с.36.
По вихідним даним 
, 
привода підбираємо електродвигун 4А160S6 з 
, 
, 
, [1], с. 390.
Визначаємо частоту обертів кожного вала привода:
, (4)
, (5)
,
, (6)
.
Визначаємо кутову швидкість на кожному валу привода:
, (7)
,
, (8)
,
, (9)
.
Визначаємо обертаючі моменти на кожному валу привода:
, (10)
,
, (11)
, (12)
.
2.2 Вибір матеріалів зубчастих колес
Так як в завданні немає особливих вимог стосовно габаритів передачі, вибираємо матеріали з середніми механічними характеристиками:
- для шестірні Сталь 45, термічна обробка – покращання, твердість HВ 230 ;
- для колеса, Сталь 45, термічна обробка – покращання, але твердість на 30 одиниць нижче HВ 200.
Визначаємо допустиму контактну напругу:
, (13)
де 
- межа контактної витривалості при базовому
числі циклів;
– коефіцієнт довговічності при числі циклів напруги
більше базового, що має міцне при довготривалій
експлуатації редуктора, приймають, 
;
- коефіцієнт безпеки, [Sн] = 1,10.
Для вуглецевих сталей з твердістю поверхонь зубців менше НВ 350 і термічною обробкою покращанням:
(14)
Для шевронних колес розрахункова допустима контактна напруга
; (15)
для шестірні:
, (16)
;
для колеса:
, (17)
.
Тоді розрахункова допустима контактна напруга:
Так як 
потрібну умову виконано.
2.3 Розрахунок зубчатої передачі
Визначаємо міжосьову відстань з умови контактної витривалості активних поверхонь зубців:
, (18)
де 
- коефіцієнт, враховуючий нерівномірність розподі-
лення навантаження по ширині вінця, 
, [1], с. 32;
- коефіцієнт ширини вінця по міжосьовій відста-
ні, 
Вибираємо найближче значення міжосьової відстані зі стандартного ряду 
, [1], с. 36
Визначаємо нормальний модуль зачеплення:
, (19)
.
Приймаємо стандартне значення модуля 
, [1], с. 36
Попередньо приймаємо кут нахилу зубців 
Визначаємо число зубців шестірні і колеса:
, (20)
Приймаємо 
, тоді:
, (21)
.
Приймаємо 
.
Уточняємо значення кута нахилу зубців:
, (22)
.
Кут нахилу зубців 
.
Основні розміри шестерні і колеса
діаметри поділювані:
, (23)
,
, (24)
,
перевірка:
, (25)
,
діаметри вершин зубців:
, (26)
,
, (27)
,
ширина колеса:
, (28)
, приймаємо 
ширина шестерні:
, (29)
.
Визначаємо коефіцієнт ширини шестірні по діаметру:
, (30)
.
Окружна швидкість колес:
, (31)
.
При такій швидкості для шевронних коліс треба прийняти 8 ступінь точності, [1], c.32.
Розраховуємо коефіцієнт навантаження:
, (32)
Приймаємо коефіцієнти 
,
[1], c.39,
, [1], c.40.
.
Перевіряємо контактну напругу за формулою:
, (33)
.
Так як 
, умови міцності виконано.
Сили, які діють в зачепленні:
окружна:
, (34)
,
радіальна:
, (35)
,
Перевіряємо зубці на витривалість за напругою:
, (36)
де 
- коефіцієнт нагрузки;
- коефіцієнт, що враховує форми зубців і залежить
від еквівалентного числа зубців.
Визначаємо коефіцієнт нагрузки:
, (37)
Приймаємо 
, [1], c. 43, 
, [1], c. 43.
Визначаємо еквівалентне число зубців:
у шестерні:
, (38)
,
у колеса:
, (39)
.
Вираховуємо допустиму напругу при розрахунку на витривалість шестірні й колеса:
(40)
Для сталі 45 покращенної до 
:
, [1], с. 44. (41)
для шестірні:
,
для колеса:
.
Визначаємо коефіцієнт безпеки:
(42)
Приймаємо 
, 
[1], с. 48
Допустима напруга при розрахунку на витривалість шестірні й колеса:
,
.
Знаходимо відношення 
. (43)
Приймаємо 
, 
, [1], с.42
для шестірні:
,
для колеса:
.
Подальший розрахунок ведемо для зубців колеса, так як для нього знайдено менше значення.
Визначаємо коефіцієнт 
, який враховує розподіл навантаження між зубцями:
, (44)
.
Розраховуємо коефіцієнт 
для 8 ступені точності, який враховує розподіл навантаження між зубцями:
, (45)
де 
- коефіцієнт торцевого перекриття,
, [1], c.47;
п – ступінь точності коліс, п = 8
Перевіряємо міцність зубців колеса за формулою:
Так як 
, умови міцності виконано.
2. 4 Проектний розрахунок валів редуктора.
Рисунок 2 - Ведучий вал
Визначаємо діаметр вихідного кінця вала:
, (46)
.
Так як даний вал збирається з валом електродвигуна за допомогою муфти, то приймаємо
(47)
, приймаємо 
.
Визначаємо діаметр ступеня вала під підшипник:
, (48)
.
Рисунок 3 - Ведений вал
Визначаємо діаметр вихідного кінця вала:
, (49)
.
Приймаємо стандартне значення із ряду:
, [1], c.162
Визначаємо діаметр ступеня під підшипник:
, (50)
, приймаємо стандартне значення
Визначаємо діаметр вала під колесо:
, (51)
.
Визначаємо діаметр буртика для упора колеса:
, (52)
.
Шестірню виконуємо за одне ціле з валом, її розміри визначенні вище.
2.5 Конструювання зубчатих колес
Колесо коване 
; 
; 
.
Діаметр маточини:
, (53)
.
Довжина маточини:
, (54)
.
Приймаємо довжину маточини, що дорівнює 
Товщина обода:
, (55)
.
Приймаємо 
.
Товщина диска:
, (56)
, приймаємо 
.
Визначаємо діаметр знаходження центрів отворів:
, (57)
.
Визначаємо діаметр отворів:
, (58)
.
2.6 Конструктивні розміри корпусу редуктора
Товщина стінок корпуса й кришки:
, (59)
.
Приймаємо 
.
Товщина фланців поясів корпуса й кришки:
верхнього пояса корпуса і пояса кришки:
, (60)
,
, (61)
,
нижнього пояса корпуса:
, (62)
.
Приймаємо 
.
Діаметр болтів:
фундаментних:
, (63)
.
Приймаємо болти з різьбою М18;
ті, що кріплять кришку до корпуса у підшипників:
, (64)
.
Приймаємо болти з різьбою М14;
ті, що з’ єднують кришку з корпусом:
, (65)
.
Приймаємо болти з різьбою М10.
2.7 Ескізне компонування
Спочатку вибираємо підшипники для ведучого й відомого вала.
Для ведучого вала вибираємо радіальні з короткими циліндричними роликами – тип 32209А, 
; 
29-04-2015, 04:13