Конструктивные размеры элементов червячного редуктора
Червячная передача
Выписываем размеры элементов червячной передачи, мм:
– межосевое расстояние;
– модуль червячной передачи;
и 
– делительные диаметры червяка и червячного колеса;
– диаметр вершин витков червяка;
– диаметр впадин червяка;
– длина нарезанной части червяка;
– диаметр вершин зубьев колеса;
– диаметр впадин зубьев колеса;
– диаметр колеса наибольший;
–ширина венца колеса;
Примечание. Вышеуказанные параметры – см. в соответствующих разделах расчета червячной передачи (глава3, часть 1).
Рассчитываем остальные параметры, мм:
– длина ступицы червячного колеса. Для ступицы должны выдерживаться следующие соотношения: 
, где 
– диаметр вала под червячное колесо (см. раздел 6.2.3).
По конструктивной схеме №3: 
мм ( 
– см. раздел 6.2.3).
–диаметр ступицы червячного колеса: червячное колесо выполняется составным, при этом центр – стальной, а зубчатый венец – из бронзы. Для стального центра: 
.
– радиальный зазор между зубьями червячного колеса по , а также витками червяка по и внутренними поверхностями стенок корпуса: 
. Уточненный расчет производим по формуле: 
, где 
– расстояние между внешними поверхностями вращающихся деталей: 
. Полученное значение округляем в большую сторону до целого числа. Параметры , и – см. выше.
6.2.2. Конструкция входного вала(индекс 1 по схеме №3)
На законцовке входного вала устанавливается муфта упругая втулочно-паль-цевая (МУВП) ГОСТ 21424-93. Предварительно оцениваем диаметр законцовки из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях.
|
|
|
– диаметр концевой части вала, мм:
, (6.14)
где 
– вращающий момент на входном валу редуктора, Н·м
( 
, см. раздел 1.3, глава 1, часть 1);
=12 МПа – допускаемое касательное напряжение для входного вала.
Значение диаметра 
округляем в бóльшую сторону до величины, кратной 5, так, чтобы принятое значение было больше рассчитанного не менее, чем на 3 мм. Далее предварительное значение согласовываем с диаметром вала электродвигателя (см. раздел 1.1, глава 1, часть 1), соединенного с входным валом редуктора муфтой МУВП. Согласование производим по таблице 6.1 следу-ющим образом:а) если диаметр соответствует диаметру (находится с ним в одной строке), то предварительное значение принимаем за окончательное; б) если диаметр меньше минимального значения диаметров законцовки, соответствующих диаметру , то за окончательное принимаем это минимальное значение . Из таблицы 6.1 выписываем номинальный крутящий момент 
,передаваемый муфтой, и допускаемое ею радиальное смещение 
вход-ного вала редуктора относительно вала электродвигателя (см. пример в разделе 6.1.2).
|
|
|
Форму концевой части вала для диаметров =25;30;35;40;45;55;70;90 мм рекомендуется выбрать конусной (рис. 6.1, 
). Для конусной законцовки из таблицы 6.2 выписываем следующие данные: ; 
.
Проточка резьбы конусной законцовки должна быть выполнена по рис. 6.1, б. Из таблицы 6.3 для нее должны быть выписаны следующие параметры: 
.
Цилиндрическая форма законцовки рекомендуется для диаметров =16;18;19;20;50;60;65;75;80;85 мм. (см. рис. 6.2). Для нее из таблицы 6.4 выписываем следующие данные: 
.
Рассмотрим следующий после законцовки участок вала, с которым контактирует манжета.
–диаметр вала под манжету [см. 1,таблица 24.26, стр. 473, 474], мм:
= – для конусной законцовки вала;
= +(1…6) – для цилиндрической законцовки.
По 
выписываем параметры манжеты, выполняем эскиз и указываем
обозначение по ГОСТ, при этом значение диаметра должно быть кратным 5.
Например: 1. Для цилиндрической законцовки, имеющей 
=18 ммÞ 
=18+2=20 мм. Условное обозначение манжеты типа 1, исполнения 1 (с механически обработанной кромкой) для вала диаметром 20 мм, с наружным диаметром 40 мм из резины 2 группы (на основе бутадиен-нитрилакрилового каучука): «Манжета1.1–20 
40–2 ГОСТ 8752-79».
|
|
|
2. Для цилиндрической законцовки = 50 мм Þ =50+5=55 мм:«Манжета1.1–55 80–2 ГОСТ 8752-79».
Следующий участок входного вала по конструктивной схеме №3 выполнен с резьбой.
– диаметр резьбы круглой шлицевой гайки, предназначенной для поджа-тия подшипников правой опоры к буртику вала и законтренной стопорной шайбой [см.1, таблица 24.22, 24.23, стр. 470, 471]. При выборе диаметра резьбы должны быть обеспечены следующие соотношения:
· 
, где 
– см. ниже;
· 
, где – внутренний диаметр резьбы по таблице 6.7.
Таблица 6.7
| Размеры, мм | ||||
|
|
| 
|
|
|
| 35 | 35 | М39  1,5
| 37,376 | 40 |
| 40 | 40 | М42 1,5
| 40,376 | 45 |
| 45 | 45 | М48 1,5
| 46,376 | 50 |
| 50 | 55 | М60 2,0
| 57,835 | 60 |
| 55 | 55 | М60 2,0
| 57,835 | 60 |
| 60 | 65 | М68 2,0
| 65,835 | 70 |
Для выбранной резьбы выполняем эскиз гайки, шайбы и паза на валу под язычок стопорной шайбы, выписываем их параметры и указываем обозначение гайки и шайбы по ГОСТ.
Параметры гайки, мм: 
[см.1, таблица 24.22, стр. 470]; параметры шайбы, мм: 
[см.1, таблица 24.23, стр.471].
Примечание. Обозначение гайки и шайбы для М39 
1,5:
«Гайка М39 1,5 – 7Н.05.05 ГОСТ 11871-88»;
«Шайба Н.39.01.05 ГОСТ 11872-89».
Параметры паза на валу под язычок стопорной шайбы, мм: 
[см. 1, таблица 24.24, стр. 471, 472].
|
|
|
Для обеспечения надежного завинчивания гайки по диаметру в конце резьбового участка выполняем проточку резьбы (см. рис. 6.1, б), для которой из таблицы 6.3 в зависимости от шага резьбы выписываем следующие параметры, мм: 
На следующем участке входного вала в специальном стакане установлены два роликоподшипника, являющиеся правой опорой вала.
– диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника, значение которого должно быть кратным 5(рекомендуемые значения – по таблице 6.7).
По диаметру 
для правой опоры производим выбор конического роликоподшипника ГОСТ 27365-87 в количестве 2 шт. серии диаметров 2 (легкой серии) или серии диаметров 3 (средней серии) [см. 1, таблица 24.16, стр. 465]. Для выбора серии подшипника руководствуемся следующей рекомендацией:
, (6.15)
где 
– динамическая нагрузка на подшипник, Н;
= 0,058 – коэффициент, учитывающий конструктивные особенности редуктора при работе в составе привода;
и 
– окружная, радиальная и осевая силы на червяке, Н (см. раздел 3.8, глава 3, часть 1);
=7665ч – заданный ресурс работы привода в часах (см. раздел 3.2.1, глава 3, часть 1);
– частота вращения входного вала, об/мин (см. итоговую таблицу ме-ханических параметров в разделе 1.3, глава 1, часть 1);
=10/3 – показатель степени для роликоподшипников;
– параметр роликоподшипника;
– динамическая грузоподъемность подшипника, Н.
Примечания: 1. Параметры 
, 
и 
берем сначала для подшипника легкой, потом средней серии с углом контакта α= 12…1 
, а затем средней серии с углом α = 
, последовательно добиваясь выполнения соотношения (6.15).
2. Для принятой конструкции правой опоры входного вала в соотношении (6.15) допускается вместо одного подшипника принять 
комплекта из двух специально подобранных под-шипников легкой или средней серии с углом α= 12…1 . В этом случае = 1,714 [см. 1, стр. 118].
Для выбранного роликоподшипника указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: 
. Для обеспечения построения подшипника на чертеже выполняем по рис. 6.5 расчет элементов внутренней конструкциироликоподшипника: 
.
Размеры 
и 
определяем при построении.
Примечание.Обозначение роликоподшипника легкой серии при 
мм: «Подшипник 7208 ГОСТ 27365-87».
Рассмотрим участок вала, где находится червяк, имеющий эвольвентный профиль (ZI) и выполненный заодно с валом: нарезанная часть червяка расположена симметрично относительно оси червячного колеса; между червяком и опорными подшипниками на валу выполнены буртики, служащие для подшипников упорами.
– диаметр буртика справа и слева от червяка, для которого должно выдерживаться следующее соотношение:
, (6.16)
где – диаметр впадин червяка (см. раздел 6.2.1.); 
– параметр роли-коподшипника (см. выше). Значение 
выбираем так, чтобы оно было ближе к правой части соотношения и было кратно 2 или 5.
Примечание. В случае, если 
, то длину буртика следует разбить на два участка: участок, граничащий с червяком, выполняем диаметром 
, обеспечивающим выход инструмента при обработке витков червяка [см. 1, рис. 5.20, б]; участок служащий упором для подшипника, выполняем в виде заплечика длиной не менее 10 мм и диаметром 
.
Допускается выполнить буртик диаметром, удовлетворяющим только правой части соотношения (6.16), но разрешить при этом на поверхности буртика следы выхода инструмента для обработки витков червяка [см. 1, рис. 5.20, в].
– длина буртика справа от червяка, т.е. расстояние от торца нарезанной части червяка до торца внутреннего кольца роликоподшипника, мм:
, (6.17)
где 
и 
– параметры роликоподшипника 
и (см. выше);
– параметр червяка (см. раздел 6.2.1);
– толщина буртика стакана для упора подшипников (см. рис. 6.6).
– расстояние от оси симметрии червячной передачи до торца прилива на корпусе редуктора для правого подшипникового узла (см. конструктивную схему №3), мм: 
.(6.18)
Здесь 
– расстояние от оси червячного колеса до прилива на корпусе (гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами и 
), мм:
, (6.19)
где и – см. раздел 6.2.1.
– расстояние от плоскости разъема корпуса редуктора до поверхности прилива по диаметру, мм:
, (6.20)
где – межосевое расстояние червячной передачи (см. раздел 6.2.1).
– диаметр прилива, приравниваемый наружному диаметру крышки подшипникового узла [см. 3, стр. 68, параметр 
]. Значение параметра опре-деляем по величине наружного диаметра подшипника, за который условно принимаем посадочный диаметр стакана 
. Для определения воспользуемся рис. 6.6 и таблицей 6.8:
Таблица 6.8
Наружный диаметр подшипника  мм
| 50…62 | 63…95 | 100…145 |
Толщина стенки
стакана  мм
| 5…7 | 7…9 | 9…11 |
.(6.21)
Значение 
из рекомендуемого таблицей 6.8 диапазона выбираем таким, чтобы величина получилась кратной 5.
Например: 
= 72мм,диапазон значений 
: 7…9мм. Принимаем = 9 мм, тогда 
= 72 + 2·9 = 90 мм. Принимаем за наружный диаметр подшипника = 90 мм и для него по справочнику [3, стр. 70] находим параметры 
и 
: = 110 мм; = 130 мм.
Кроме того, для стакана определяем толщину буртика 
и толщину фланца 
, мм: 
; 
. Значения и округляем до целых чисел.
Рис. 6.6
Находим значение 
по формуле (6.20), затем рассчитываем значение 
по формуле (6.18) и округляем его в бόльшую сторону до целого числа. Далее оп-ределяем 
по формуле (6.17).
По для левой опоры входного вала производим выбор радиального однорядного шарикоподшипника ГОСТ 8338-75 [см. 1, таблица 24.10, стр. 459] такой же серии, что и для роликоподшипников правой опоры. Для установки подшипника используем стакан, аналогичный по габаритным размерам стакану правой опоры с той разницей, что у него не должно быть буртика 
для упора подшипника, но положение подшипника открая стакана должно быть выполнено по размеру, равному .
Для выбранного подшипника выполняем эскиз, указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: 
.
Примечание. Обозначение шарикоподшипника легкой серии при 
=35 мм: «Подшипник 207 ГОСТ 8338-75».
– длина буртика слева от червяка, т.е. расстояние от торца нарезанной части червяка до торца внутреннего кольца шарикоподшипника:
, (6.22)
где ; и – см. выше.
Посадки, применяемые при установке входного вала:
· посадка внутреннего кольца подшипника на вал –ø35k6(для =35 мм);
· посадка наружного кольца в отверстие стакана –ø72H7 (для 
=72 мм);
· посадка стакана в отверстие прилива на корпусе –ø90 
(для 
=90 мм).
6.2.3. Конструкция выходного вала(индекс 2 по схеме № 3)
На законцовке выходного вала устанавливается ведущая звездочка горизонтально расположенной цепной передачи (см. рис. 7.2, а). Предварительно оцениваем диаметр законцовки вала из расчета только на кручение.
– диаметр концевой части вала, мм:
, (6.23)
где 
– вращающий момент на выходном валу редуктора, Н·м 
,см. раздел 1.3, глава 1, часть1);
=18МПа – допускаемое касательное напряжение для выходного вала.
Значение округляем в бόльшую сторону до ближайшей величины, крат-ной 5, так, чтобы принятое значение было больше рассчитанного не менее, чем на 3 мм.
Форму концевой части вала для диаметров =40;45;55;70;90 мм рекомендуется выбрать конусной (см. рис. 6.1, ). Для нее из таблицы 6.2 выписываем следующие данные: 
.Проточка резьбы конусной законцовки должна быть выполнена по рис. 6.1, б с параметрами по таблице 6.3:
Цилиндрическая форма законцовки (см. рис. 6.2) рекомендуется для диаметров =50;60;65;75;80;85;95;100;105;110 мм. Для нее по таблице 6.4 выписываем следующие данные: 
.
Для герметизации выхода вала из корпуса редуктора в крышке подшипникового узла (поз. 3 на конструктивной схеме №3) выполнена канавка, в которую устанавливается пропитанное специальной смесью уплотнительное сальниковое кольцо (сальник)[см. 3, стр. 94].
– диаметр вала под сальник, мм:
– для конусной законцовки вала;
– для цилиндрической законцовки.
На следующем участке расположен опорный подшипник выходного вала.
– диаметр вала под внутреннее кольцо подшипника (d), мм:
.
По диаметру 
производим выбор конического роликоподшипника ГОСТ 27365-87 серии диаметров 2 (легкой серии) или серии диаметров 3 (средней серии) [см.1, таблица 24.16, стр. 465 или 4, стр. 218,219]. При выборе серии подшипника руководствуемся следующей рекомендацией:
, (6.24)
где – динамическая нагрузка на подшипник, Н;
= 0,185 – коэффициент, учитывающий конструктивные особенности редуктора при работе в составе привода;
и 
– окружная, радиальная и осевая силы на червячном колесе, Н (см. раздел 3.8, глава 3, часть 1);
=7665ч – заданный ресурс работы привода в часах (см. раздел 3.2.1, глава 3, часть 1);
– частота вращения выходного вала, об/мин (см. раздел 1.3, глава 1, часть 1);
=10/3 – показатель степени для роликоподшипников;
– параметр роликоподшипника (сначала легкой, а затем средней серии);
– динамическая грузоподъемность подшипника, Н [см. для 
сначала легкой, а потом средней серии, добиваясь выполнения соотношения (6.24)].
Для выбранного роликоподшипника указываем обозначение по ГОСТ и выписываем следующие данные: . Для обеспечения построения подшипника на чертеже выполняем по рис. 6.5. расчет элементов внутренней конструкции роликоподшипника: 
. Размеры и определяем при построении.
Примечание. Обозначение роликоподшипника легкой серии при 
=80 мм: «Подшипник 7216А ГОСТ 27365-87».
По конструктивной схеме №3 на валу устанавливается червячное колесо, вращающий момент от которого передается валу с помощью шпоночного соединения (рис. 6.3).
– диаметр вала под червячное колесо:
мм (значение должно быть кратным 2 или 5).
Примечание. Конструктивная добавка варьируется в зависимости от значения 
:
- 5…7 мм для 
;
- 8…12 мм для 
;
- 13…15 мм для 
.
По диаметру производим выбор призматической шпонки с закругленными краями и из таблицы 6.5 выписываем следующие параметры: 
Определяем длину шпонки, используя соотношение:
мм. Полученное значение округляем в меньшую сторону до ближайшей стандартной величины (см. примечание к таблице 6.5) и указываем обозначение шпонки по ГОСТ (там же).
Проверяем шпонку по напряжению смятия, для чего определяем рабочую длину шпонки, мм:
. (6.25)
Находим действующее напряжение смятия, МПа:
, (6.26)
где – вращающий момент на валу червячного колеса,Н·м [см. выше расчет по формуле (6.23)];
=100 МПа – допускаемое напряжение смятия.
Примечание. При невыполнении соотношения (6.26) необходимо увеличить 
на (5…12)мм, произвести заново выбор шпонки и проверку ее на смятие, добиваясь выполнения указанного соотношения.
Конструкция червячного колеса представлена на конструктивной схеме №3[подробнее конструкцию червячных колес – см. 1, раздел 5.6]. Чаще всего червячные колеса изготовляют составными: центр – из стали, зубчатый венец – из бронзы. При малых окружных скоростях ( 
2 м/с) червячные колеса изготовля-ют цельными из серого чугуна СЧ15 или СЧ20 ГОСТ 1412-85. Длину 
посадочного отверстия центра колеса, согласованную с длиной стандартной шпонки 
, вычисляем по формуле: 
, при этом проверяем выполнение соотно-шения: 
– значение должно входить в заданный диапазон.
Диаметр ступицы колеса назначают в зависимости от материала ступицы: – для стальных центров; 
– для цельных колес из чугуна, при этом значение округляют до величины, кратной 2 или 5 и входящей в рассчитанный диапазон. Остальные конструктивные элементы червячных колес рекомендуется принимать по учебному пособию [см. 1, рис. 5.17].
Далее на валу между червячным колесом и опорным подшипником располо-жен буртик, который служит упором для червячного колеса.
– диаметр буртика, мм:
. (6.27)
Величину рекомендуется приниматькратной 2 или 5.
– длина буртика для упора червячного колеса (расчет см. в разделе 6.4).
– расстояние между внутренними поверхностями боковых стеноккорпуса:
или 
или 
,(6.28)
где 
– диаметр прилива корпуса, приравниваемый наружному диаметру крышки подшипникового узла входного вала (см. раздел 6.2.2);
– длина ступицы червячного колеса (см. выше);
– диаметр вершин витков червяка (см. раздел 6.2.1);
– радиальный зазор (там же).
Из трех значений выбирается наибольшее.
Посадки, применяемые при установке выходного вала:
· посадка внутреннего кольца подшипника на вал – ø50k6 (для 
=50 мм);
· посадка наружного кольца подшипника в отверстие корпуса – ø90H7 (для =90 мм);
· посадка червячного колеса на вал –ø60 
(для =60мм);
· посадка шпонки в паз вала – 18 
(для 
=18 мм);
· посадка шпонки в паз ступицы червячного колеса – 18 
.
Крышки подшипниковых узлов
Крышка торцовая с отверстием для манжетного уплотнения (см. рис. 6.7) предназначена для герметизации законцовки входного вала редуктора (см. поз. 1 на конструктивной схеме №1 или №3). Крышка подбирается по наружному диаметру подшипника входного вала (см. раздел 6.1.2 для заданий 2.1, 2.5 и 2.8 или раздел 6.2.2 для задания 2.3). Для нее выписываются следующие данные с учетом [см. 3, стр. 68…74]: 
; 
.
Примечания: 1. Для задания 2.3. диаметры 
и 
выписывают-ся из раздела 6.2.2 [см. расчет диаметра 
по формуле (6.21)].
2.Количество болтов крепления крышки к корпусу: 
=4 для 
=40…75; =6 для =80…225.
Крышка торцовая глухая (см.рис. 6.8)предназначена для герметизации под-шипникового узла входного вала, не имеющего выхода из корпуса редуктора (см. поз. 2 на конструктивной схеме №1 или №3). Крышка подбирается по наружному диаметру подшипника входного вала, и для нее выписываются следующие данные[см. 3, стр. 66, 67]: 
(для типа 2); 
.
Примечания: 1. Для задания 2.3 диаметры и принимаютсятакими же, как для крышки поз. 1.
2. Количество болтов одинаково с крышкой поз.1.
Крышка торцовая с канавкой для уплотнительного кольца (сальника) (см. рис 6.9.) предназначена для герметизации законцовки выходного вала редуктора (см. поз. 3 на конструктивной схеме №1 или №3). Крышка подбирается по наруж-ному диаметру подшипника выходного вала(см. раздел 6.1.3 для заданий 2.1, 2.5 и 2.8 или раздел 6.2.3 для задания 2.3). Для нее выписываются следующие данные с учетом [см. 3, стр. 75…86]: 
.
Примечание. Количество болтов креплениякрышки ккорпусу: =4 для =40…75; = 6 для =80…225.
Крышка поз. 4 по конструктивной схеме №1 или №3 аналогична крышке поз. 2 (см. рис. 6.8), но подбирается по наружному диаметру подшипника выходного вала. Для нее выписываются следующие данные[см. 3, стр. 66, 67]: 
; (для типа 2); .
Примечания: 1. Количество болтовкреплениякрышки поз. 4 к корпусу такое же, какдля крышки поз.3.
2. Для всех крышек диаметр отверстия 
дляболта крепления крышкик корпусу 
задаетсяна1 мм больше диаметраболта.Таким образом, 
. Например: если 
мм, то резьбаболта 
будет М10, т.е. 
=11(М10).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 1203; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!