2020-04-07
156
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
Кафедра "Детали машин"
Справочные данные и эскизная компоновка одноступенчатого цилиндрического редуктора
(электронная версия)
Составитель: Д.Т.Н., профессор Баранов Г.Л.
г. Екатеринбург – 2005
Данное пособие является методическим руководством по выполнению курсового проекта по курсам: «ДМ и ОК», «Прикладная механика», «Механика» для студентов немеханических специальностей всех форм обучения.
Конструирование цилиндрических зубчатых колес
Основные размеры кованых и штампованных зубчатых колес, представленных на рис.1, определяются следующими зависимостями.
Диаметр ступицы: стальной DC=1.55•d, чугунной DC=1.6•d,
где d – диаметр посадочного отверстия зубчатого колеса.
Длина ступицы
LC=1.2•d 
bw,
где bw – ширина зубчатого венца колеса.
Толщина обода
A1=(5…6)•m,
где m – модуль передачи.
Толщина диска e=0.3•bw.
Диаметр центровой окружности
D0=0.5(da-2A1+dC),
где da – диаметр окружности вершин зубьев колеса.
Диаметр отверстий d0
d0=0.25(da-2A1-dC).
Размер фаски посадочного отверстия определяют по табл.1
Рис.1. Основные размеры зубчатых колес
Табл.1. Размеры фасок отверстия
| d,мм |  30
| 30…50 | 50…80 | 80…120 | 120…150 | 150…250 | 250…500 |
| С3,мм | 1.0 | 1.6 | 2.0 | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
Размер фаски зубчатого венца определяют по формуле C1=0.5m и округляют до ближайшего значения по табл.1. Размер фаски C2 принимают равным 2…3 мм. Радиус R равен 4…10 мм.
2. Расчет элементов корпуса редуктора
Толщина стенки корпуса редуктора определяется по формуле
=0.025 
+1 8 мм. Диаметр фундаментного болта равен dб1=0.036 +12. Полученное значение округляют до ближайшего большего диаметра болта из ряда в табл.2.
Табл.2. Размеры элементов корпуса редуктора
| Параметр | Диаметр болта | ||||||
| М8 | М10 | М12 | М16 | М20 | М24 | М30 | |
| aj | 13 | 15 | 18 | 21 | 25 | 28 | 35 |
| bj | 24 | 28 | 33 | 40 | 48 | 55 | 68 |
| d0 | 9 | 11 | 13 | 17 | 22 | 26 | 32 |
| D0 | 17 | 20 | 25 | 30 | 38 | 45 | 56 |
Диаметры болтов крепления крышки корпуса к основанию (рис.2) равны: у подшипников dб2=(0.7…0.75) dб1, на фланцах dб3=(0.5…0.6) dб1. Полученные значения округляют до ближайших диаметров болта из ряда в табл.2. В этой же табл. даны диаметры отверстий d0 и диаметры зенковок или бобышек D0 для соответствующих болтов.
Расстояние от внутренней стенки корпуса до края лапы L1=3+ +b1 и до оси фундаментного болта P1=3+ +a1, где a1 и b1 определяются по табл.2 в зависимости от диаметра болта.
Ширина фланцев у подшипников L2=3+ +t+b2, где t=4 мм – высота бобышки. Расстояние от внутренней стенки корпуса до оси болта с диаметром dб2 равно P2=3+ +a2.
Ширина боковых фланцев L3=3+ +b3, расстояние от внутренней стенки корпуса до оси болта с диаметром dб3 равно P3=3+ +a3.
Расстояние от оси болта с диаметром dб2 до оси вала равно Lbj=0.5Dj+(1…1.25)dб2, где Dj – наружные диаметры подшипников быстроходного и тихоходного валов. Для сравнительно малого межосевого расстояния 0.5(D1+D2)+5dб2 между подшипниками устанавливают один болт, размещая его посредине между расточками в корпусе для подшипников.
Расстояние от головки болта крепления крышки подшипника до границы хвостовика вала зависит от межосевого расстояния и выбирается из диапазона y=5…12 мм (рис.2).
Проектирование тихоходного вала
Один из вариантов конструкции тихоходного вала редуктора представлен на рис.3. Для размещения на валу деталей он имеет ступенчатую форму и состоит из семи участков.
Рис.2. Разрез по плоскости разъема цилиндрического одноступенчатого редуктора
Участок вала с номером 1 называется хвостовиком. Он предназначен для установки на нем детали, которая передает крутящий момент с тихоходного вала редуктора на исполнительный механизм. Диаметр хвостовика ориентировочно определяется из расчета вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям по формуле
d1= 
,
где Tт – крутящий момент на тихоходном валу в Н•м, [ 
] – пониженные допускаемые напряжения на кручение, [ ]=15 МПа для вала из стали 45. Полученное значение округляют до ближайшего числа из ряда нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69: 20 22 24 25 26 28 30 32 34 (35) 36 38 40 42 45 48 50 53 (55) 56 60 63 (65) 67 (70) 71 75 80 85 90 95 100.
Длину хвостовика выбирают в диапазоне l1=(1.5…2)d1 и также округляют по этому ряду. Участок вала с номером 2 предназначен для взаимодействия с уплотнением. На 3 и 7 участки устанавливают одинаковые шарикоподшипники радиальные однорядные. Участок с номером 4 предназначен для установки зубчатого колеса. Участки 5 и 6 являются буртиками, предназначенными для осевой фиксации соответственно зубчатого колеса и подшипника. Рекомендуемые размеры участков приведены в табл.3. В этой таблице приняты следующие обозначения: B- ширина подшипника тихоходного вала (табл.4), d6- диаметр заплечика подшипника (табл.4), LC - длина ступицы, C3 – фаска посадочного отверстия зубчатого колеса. После расчета диаметра d3 по формуле табл.3 следует округлить его до ближайшего значения, кратного пяти. Длина участка l2 определяется по формуле
l2=L2-B-n+Lk+y, (1)
где n – расстояние от торца подшипника до внутренней поверхности стенки корпуса, n=7 мм, Lk- величина, зависящая от толщины опорной поверхности крышки подшипника, шайбы пружинной и высоты головки болта крепления крышки к корпусу. При наружном диаметре подшипника тихоходного вала D<105 мм можно принять Lk=18 мм, при D 105 мм - Lk=22 мм. Для тихоходного вала на этом этапе проектирования рекомендуется выбирать подшипники легкой серии.
Табл.3. Размеры участков тихоходного вала
| № участка | Диаметр, мм | Длина, мм |
| 1 | d1 | l1 |
| 2 | d2= d1+5 | l2 |
| 3 | d3=d1+10 | l3=(20…30)+B |
| 4 | d4=d3+5 | l4=LC-2 |
| 5 | d5=d4+(3…4)C3 | 10…15 |
| 6 | d6 | 10…15 |
| 7 | d7=d3 | B |
Рис.3. Разработка конструкции тихоходного вала редуктора
