Размерный анализ конструкции узла входного вала конического редуктора
Содержание
Анализ
конструкции узла
Выбор
посадки с гарантированным натягом
Выбор
посадки с зазором
Выбор
посадок шпоночного соединения
Выбор
посадок подшипников качения
Библиографический
список
Анализ конструкции узла
Входной вал конического редуктора
Редуктором называют механизм, состоящий из
зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и
служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины.
Назначение редуктора - понижение угловой
скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по
сравнению с ведущим.
Редуктор состоит из корпуса (литого чугунного
или сварного стального), в котором помещают элементы передачи - зубчатые
колеса, валы, подшипники и т.д. В отдельных случаях в корпусе редуктора
размещают также устройства для смазывания зацеплений и подшипников или
устройства для охлаждения.
Редукторы классифицируют по следующим основным
признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу
ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т.д.); типу зубчатых колес
(цилиндрические, конические и т.д.); относительному расположению валов
редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям
кинематической схемы (развернутая, с раздвоенной ступенью и т.д.).
Конические редукторы применяют для передачи
движения между валами, оси которых пересекаются обычно под углом 90º.
Передачи с углами, отличными от 90º,
встречаются редко.
Наиболее распространённый тип конического
редуктора - редуктор с вертикально расположенным тихоходным валом. Возможно
исполнение редуктора с вертикально расположенным быстроходным валом; в этом
случае привод осуществляется от фланцевого электродвигателя
У редукторов с коническими прямозубыми колёсами
допускаемая окружная скорость (по делительной окружности среднего диаметра) v ≤
5 м/с. При более высоких скоростях рекомендуют применять конические колёса с
круговыми зубьями, обеспечивающими более плавное зацепление и большую несущую
способность.
Выбор посадки с гарантированным натягом
Посадки с гарантированным натягом предназначены
для получения неподвижных неразъемных соединений без дополнительного крепления
деталей, хотя иногда и в этом случае используют шпоночные, штифтовые и другие
средства крепления. Относительная неподвижность деталей обеспечивается за счет
сил сцепления (трения), возникающих на контактирующих поверхностях вследствие
их деформации, создаваемой натягом в процессе сборки. Благодаря надежности и
простоте конструкции деталей и сборки соединений, эти посадки применяют во всех
отраслях машиностроения (например, при сборке осей с колесами на
железнодорожном транспорте, вендов со ступицами червячных колес, вкладышей
подшипников скольжения с корпусами и т.п.).
Предельные значения натягов выбранной прессовой
посадки должны удовлетворять следующим условиям.
[Nmin] ≤ Nmin
[Nmax] ≥ Nmax
[Nmax] = 99 мкм
[Nmin] = 7 мкм
Nmax = 50 мкм= 9 мкм
Dmax = D + ES = 40 + 0.025 = 40.025 мм= D + EI
= 40 + 0 = 40 мм= d + es = 40 + 0.050 = 40.050 мм= d + ei = 40 + 0 = 40,034 мм
[Nmin] ≤ Nmin [Nmax]
≥ Nmax
7 мкм ≤ 9 мкм 99
мкм ≥ 59 мкм
|
Nmax
0
|
+99
|
|
+50
+34
|
Nmin
|
[Nmax]
|
|
|
+32
|
r6
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+25
|
H7
|
[Nmin]
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1 - Схема полей допусков с натягом
Выбор посадки с зазором
Выбрать и обосновать посадку, обозначенную на
чертеже буквой “б”. Рассчитать предельные отклонения, размеры, зазоры.
Построить схему полей допусков. Выбранную посадку поставить на чертежах
Выбор посадки сопряжения “вал - распорная
втулка”.
Для сопряжения вал - распорная втулка выберем
посадку 
.
Обоснованием для этого является:
Распорная втулка предназначена для ограничения
смещения в осевом направлении внутренних колец подшипников качения и во время
работы относительно вала неподвижна, а поэтому принят низкий, 11-й квалитет;
При сборке (разборке) подшипникового узла
распорная втулка должна надеваться на вал, свободную, поэтому принята с большим
зазором;
При выборе такой посадки вал будет иметь
уменьшение диаметра между посадочными местами подшипников качения, что облегчит
сборку подшипникового узла.
1(+0.16)= 160 мкм=
0 мкм= 160 мкм
Dmax = D + ES = 45 + 0.16 = 45.16 мм=
D + EI = 45 + 0 = 45.0 мм
1(+0.16)= 160 мкм=
-80 мкм= -240 мкм= d + es = 45 + (-0.080) = 44.920 мм
dmin = d + ei = 45 + (-0.240) =
44.760 мм=
ES - ei = 160 - (-240) = 400 мкм=
EI - es = 0 - (-80) = 80 мкм(S):
Smax - Smin = TD + Td
- 80 = 160 + 160
мкм = 320 мкм
+160
Н11
0
Smin Smax
-80
d11
-240
Рисунок 2 - Схема полей допусков посадки с
зазором
Выбор посадок шпоночного соединения
Шпонка призматическая
Соединений нормальное
По ГОСТу 23360-78 найдем размеры шпоночного
соединения:
Ширина - в = 12 мм
Высота - h = 8 мм
Глубина паза вала - t1 = 5 мм
Глубина паза втулки - t1 = 3.3 мм
Найдем допуски сопряженных размеров:
Ширина шпонки 12h9(-0.043) мм
Ширина паза вала 12 N9(-0.043) мм
Ширина паза втулки 12Ys9(±21.5) мм
Найдем допуски несопряженных размеров:
Высота шпонки 8h11(-0.090) мм
Глубина паза вала 5+0,2 мм
Глубина паза втулки 3,3+0,2 мм
Длина шпонки 80h14(-0.740) мм
Длина паза вала 80H15(+1,2) мм
+21.5
0 Ys9
h9 N9
-21.5
-43 -43
Рисунок 3 - Схема полей шпоночного соединения
Выбор посадок подшипников каченя
6 - 7209= 10kH
%
Вал - вращается
Внутренняя - циркуляционная
Наружная - местная
По справочнику конструктора машиностроителя
находим размеры подшипника:
d = 45 мм= 85 мм= 19 мм= 2.0 мм
Определим виды погружения колец:
Для циркуляционно-нагруженного кольца определим
интенсивность нагрузки.
, 
,
где R - нагрузка, действующая на подшипники
в
- высота посадочного места
Kп
- динамический коэффициент
Кп = 1 , если перегрузка в узле равна до 150%
Кп = 1,8 , если перегрузка в узле равна до 300%
Выбираем посадку циркуляционно-нагрузочного
кольца:
Выбираем посадку местно-нагрузочного кольца
подшипника:
+21
k6
+2
0
l6
-12
+17.5
0
Ys7
l6
-17.5 -13
Рисунок 4 - Схема полей допусков подшипника
качения
Расчет монтажного зазора в подшипнике качения
= ls - EI= 1.5 - (-6) = 10.5 мкм= gн - ∆d1max=
45 мкм= 15 мкмн = (45+15)/2 = 30 мкм
∆d1max
= 0.85 * 10.5 d/d0 = 0.85 * 10.5 *0.8 = 7.046 мкм= d = (D - d)/4 = 30 + (62 -
30)/4 = 38 мкм= 30 - 7.046 = 22.95 мкм
т.к.
g>0, то посадка выбрана правильно.
Библиографический список
узел вал редуктор посадка
Байделюк
В.С. Основы взаимозаменяемости: учебное пособие для студентов специальности
030500 всех форм обучения и учащихся техникумов и колледжей. - Красноярск:
СибГТУ, 2011. - 124 с.
ГОСТ
25346-89. Основные нормы взаимозаменяемости ЕДСП. Общие положения, ряды
допусков и основных отложений.
ГОСТ
24853-81. Калибры гладкие для размеров до 500 мм. Допуски.
ГОСТ
23360-78. Соединения шпоночные с призматическими шпонками. Размеры шпонок и
сечения пазов. Допуски и посадки.