4.6.2 Эскизная компоновка редуктора

Компоновка редуктора позволяет приближённо установить положение его деталей, необходимое для определения расстояний между линиями действия сил и опорных реакций.

При компоновке редуктора принимаем следующие зазоры:

• расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности шестерни , где – толщина стенки корпуса, мм; принимаем мм, мм;

• расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности подшипника качения мм.

• расстояние от боковых поверхностей полумуфт, вращающихся вместе с валом, до неподвижных наружных частей редуктора мм.

Предварительно назначим подшипники лёгкой серии, габариты которых выберем по диаметру вала в месте посадки и вычертим контуры подшипников по размерам, в соответствии со схемой их установки.

Габариты подшипников:

№ r, мм D, мм В, мм С, кН C_о, кН

308 2,5 90 23 41,0 22,4

312 3,5 130 31 81,9 48,0

4.6.3 Проверочный (приближенный) расчет валов

Данный расчет выполняется для определения диаметра вала в опасном сечении и в случае необходимости его корректировки после ориентировочного расчета. Эта схема выполняется в следующей последовательности:

1. Проводим координатные оси XYZ (под углом 120^о).

2. Изображаем в этой системе в произвольных размерах (соблюдая пропорции) зубчатые колёса, валы, подшипниковые опоры.

3. Определяем направление вращения быстроходного и тихоходного валов редуктора.

4. Изображаем векторы сил в зацеплении и реакции подшипниковых опор.

5. Определяем направление сил в зацеплении зубчатой пары в соответствии с выбранным направлением вращения валов.

6. Определяем направление радиальных реакций в подшипниках.

В схеме нагружения при наличии муфт соединения электродвигателя с редуктором или редуктора с рабочим органом машин (в данном случае с барабаном лебедки) появляется консольная нагрузка со стороны муфты F_m, зависящая от неточности ее монтажа. В расчетной схеме необходимо направлять силу F_m так, чтобы она увеличивала напряжения и деформации от силы F_t, т.е.выбираем наихудший вариант.

Для входных и выходных валов одноступенчатых редукторов:

F_m= , (40)

где F_m – консольная сила, Н; T –вращающий момент на ведущем и ведомом валах, Нм.

Необходимо вычертить расчетную схему вала с приложением всех сил, дейст­вующих на него, построить эпюры изгибающих и вращаю­щих моментов (М, Т). Силы в зацеплении действуют в разных плоскостях, и поэтому при расчете их раскладывают по двум взаимно перпендику­лярным плоскостям. Окружная сила расположена в горизонталь­ной, а радиальная сила - в вертикальной плоскости. Для нахождения суммарного изгибающего момента в наиболее нагруженном сечении геометрически складывают моменты в этих плоскостях (M_x и M_y )

, (41)

Эквивалентный момент

, (42)

Для опасного сечения вычисляют диаметр d, мм:

, (43)

где - эквивалентный момент, ;

- допускаемое напряжение в расчете на выносливость при изгибе МПа.

Аналогично определяют суммарные радиальные реакции опор подшипников вала в горизонтальной плоскости и в вертикаль­ной плоскости от действия на него нагрузок:

, (44)

, (45)

где и суммарные радиальные реакции опор А и В, Н;

и - радиальные реакции опор А и В в горизонтальной плоскости, Н;

и - радиальные реакции опор А и В в вертикальной плоскости, Н.