6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

окружная

F_t = 758 Н

радиальная

F_r = 280 H

осевая

F_a = 129 H

Консольная сила от муфты действующая на быстроходный вал

F_м = 100·Т₁^1/2 = 100·17,7^1/2 = 421 Н

Консольная силы действующие на тихоходный вал

F_в = 2370 H.

Рис. 6.1 – Схема нагружения валов двухпоточного редуктора

6. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора.

Материал быстроходного вала – сталь 45,

термообработка – улучшение: σ_в = 780 МПа;

Допускаемое напряжение на кручение [τ]_к = 10÷20 МПа

Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d₁ = (16·17,7·10³/π10)^1/3 = 21 мм

Ведущий вал редуктора соединяется с помощью стандартной муфты с валом электродвигателя диаметром d_дв= 28 мм,

d₁ = (0,81,2)d_дв = (0,81,2)32 = 2538 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 28 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)28 = 2842 мм,

принимаем l₁ = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 28+22,2 = 32,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 35 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,535 = 52 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 35 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (16·170,1·10³/π15)^1/3 = 38 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 40 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 40+22,5 = 45,0 мм,

где t = 2,5 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 45 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2545 = 56 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 45 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 45+3,22,5 = 53,0 мм,

принимаем d₃ = 55 мм.

Выбор подшипников

Предварительно назначаем радиальные шарикоподшипники легкой серии №207 для быстроходного вала и №209 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника	d мм	D мм	B мм	С кН	С0 кН
№207	35	72	17	25,5	13,7
№309	45	100	25	52,7	30,0

6. Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 48F_t – 96B_X + F_м 80 = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X = [758·48 + 421·80]/96 = 730 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_М – F_t = 730 + 421 – 758 = 393 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 730·48 = 35,0 Н·м

M_X2 = 421·80 = 33,7 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 48F_r – 96B_Y – F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (280·48 –129·46,67/2)/96 = 109 H

A_Y = F_r – B_Y = 280 – 109 = 171 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 171·48 = 8,2 Н·м

M_Y = 109·48 = 5,2 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (393² + 171²)^0,5 = 429 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (730² + 109²)^0,5 = 738 H

Схема нагружения тихоходного вала

Силы F_t и F_r в двух поточном редукторе попарно направлены в противоположенные стороны и взаимно компенсируются и поэтому не учитываются

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С = 154F_в –104D_X = 0

Отсюда находим реакцию опоры D в плоскости XOZ

D_X = 2370·154/104 = 3509 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

C_X = D_X – F_в = 3509 – 2370 =1139 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 =1139·52 = 59,3 Н·м

M_X2 =1139·104 =118,6 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С = 2F_ad₂/2 – 104D_Y = 0

Отсюда находим реакцию опоры C и D в плоскости XOZ

C_Y = D_Y = (2·129·233.33/2)/104 = 289 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 289·52 = 15,0 Н·м

Суммарные реакции опор:

C = (1139² + 289²)^0,5 =1175 H

D = (3509² + 289²)^0,5 = 3521 H