Эскизная компоновка редуктора

Ориентировочный расчет валов редуктора

Расчет открытых передач привода

Расчет зубчатой передачи редуктора

Методика расчета зубчатых передач рассматривается на практических занятиях по механике (прикладной механике) [13]. Этапы расчета приведены в первой части пособия (см. с. 16). Справочный материал можно найти в [1–3; 6; 7; 13–15].

Последовательность расчета открытых зубчатых, цепных и ременных передач рассматривается также на практических занятиях [13].

Рекомендации по расчету ременных и цепных передач имеются в [1; 6; 7]. При расчете открытых зубчатых передачах нужно учесть, что, в отличие от закрытых зубчатых передач редукторов, основным критерием расчета для них является изгибная выносливость. Расчет этих передач начинается с определения модуля зацепления из условия обеспечения выносливости по изгибу. Контактная выносливость зубьев не проверяется, но требуется проверка на статическую прочность при кратковременных перегрузках как по контактным, так и по напряжениям изгиба.

Из условия прочности на кручение по пониженным допускаемым напряжениям ([τ_кр] =15…30 МПа) определяют диаметры входных концов валов. Эти диаметры должны быть выбраны по нормальному ряду чисел [2; 3; 6; 7; 13–15].

Если выходной вал редуктора соединяется с валом электродвигателя стандартной муфтой, то при назначении диаметра выходного конца вала d₁ необходимо обеспечить соотношение

d₁ = (0,8…1,2)d_дв,

где d_дв – диаметр вала электродвигателя.

Диаметры остальных участков валов (под подшипником, под зубчатым колесом) назначают конструктивно с учетом рекомендаций [2; 3; 6; 7; 14; 15]. Диаметр вала под подшипником необходимо выбирать из следующего ряда – 10, 12, 15, 17, 20, дальше числа, кратные 5.

Эскизную компоновку редуктора выполняют на миллиметровой бумаге в масштабе 1:1 карандашом с применением чертежных инструментов. Для малогабаритных редукторов можно воспользоваться масштабом увеличения (2:1, 2,5:1 и др.). Количество проекций в зависимости от сложности конструкции редуктора – две или три.

Подшипники на валы при эскизной компоновке подбираются из каталогов [2; 3; 6; 7; 13–15] по диаметру цапфы вала с учетом действующих на вал нагрузок (радиальные, радиально-упорные подшипники). Следует ориентироваться на подшипники легкой или средней серии.

Размеры основных элементов корпуса определяются по рекомендациям, приведенным в [2; 3; 7; 13–15].

Рекомендации по составлению эскизной компоновки приведены в [2; 3; 7; 14; 15].

Эскизная компоновка редуктора может быть выполнена на ЭВМ [4].

2.3.9. Расчет валов редуктора на статическую прочность
по приведенному моменту

Этот расчет выполняется в следующем порядке.

1. Составляют расчетную схему вала. При составлении схемы учитывают силы, действующие в зацеплении передач редукторов (окружную, радиальную и осевые силы). Если на выходных концах валов установлены шкивы, звездочки, зубчатые колеса открытой передачи, барабаны и др., то нужно учитывать силы, действующие на вал от этих элементов передач.

Необходимые линейные размеры вала берут из эскизной компоновки.

2. Определяют опорные реакции и строят эпюры изгибающих и крутящих моментов. Так как силы в зацеплении действуют в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (горизонтальной и вертикальной), то находят опорные реакции и строят эпюры изгибающих моментов для каждой плоскости отдельно.

3. По эпюрам устанавливается максимальное значение изгибающего момента по длине вала, затем вычисляется эквивалентный момент как квадратный корень из суммы квадратов максимального изгибающего и крутящего моментов.

4. Производится проверочный расчет вала на изгиб по эквивалентному моменту.

Допускаемые напряжения изгиба назначают по [1]. Для нормализованных и улучшенных валов рекомендуется [σ_и] = 50…60 МПа.