4 Расчёт валов редуктора

4.1 Выбор материала валов и определение допускаемых напряжений

4.1.1 Выбор материала

Сталь 45: σ_в = 600 МПа, σ_-1 = 360 МПа;

4.1.2 Определение допускаемых напряжений на изгиб

где σ_-1 – предел выносливости, МПа, σ_-1 =360 МПа;

[n] – коэффициент запаса прочности, [n] = 2 [3];

K_σ – коэффициент концентрации напряжений, K_σ = 2 [3];

4.2 Компоновка редуктора

Рисунок 1. Эскизная компоновка редуктора

B₁=30 мм; b=65 мм; В₂=122,5 мм;

l₁=

;

l₄=

4.3 Выполнение пространственной схемы сил, действующих на валы редуктора

Рисунок 2. Пространственная схема сил, действующих на валы редуктора.

4.4 Расчёт быстроходного вала

И сходные данные

F_t=3905 Н;

F_a=1379 H;

F_r=344 H;

F_n=1142 H;

T=118,98 H∙м;

d₁=0,0968 м;

l₁= 0,055 м;

l₂= 0,123 м; Рисунок 3. Расчётная схема

l₃= 0,0615 м;

Воспользуюсь эскизной компоновкой редуктора и пространственной системой сил,

строю схему нагружений в вертикальной плоскости.

4.4.1 Вертикальная плоскость

а) Определяем реакции опор:

∑М_А=о; R_В∙0,123-F_t∙(0,0615+0,123)=0

∑М_В=о; R_A∙0,123-F_t∙0,0615=0

Проверка: ∑y=0; R_В-F_t-R_A=5857,5-3905-1952,5=0

б) Определение изгибающих моментов от сил, действующих в вертикальной плоскости:

4.4.2 Горизонтальная плоскость

а) Определяем реакции опор:

∑М_А=о; R_В∙0,123-F_n∙0,055+F_a∙0,0484-F_r∙0,1845=0

∑М_В=о; Fa∙0,0484+ Fn∙0,178-R_A∙0,123- F_r∙0,0615=0

Проверка:

∑y=0; R_A +R_В- F_r – F_n =2023-537-344-1142=0

б) Определение изгибающих моментов от сил, действующих в горизонтальной плоскости:

По найденным значениям строим эпюру изгибающих моментов.

4.4.3 Суммарные изгибающие моменты

По найденным значениям строим эпюру суммарных изгибающих моментов.

4.4.4 Суммарные реакции опор

4.4.5 Крутящие моменты

М_кр=118,98 Н∙м

По найденным значениям строим эпюру крутящих моментов.

4.4.6 Эквивалентные моменты

По найденным значениям строим эпюру эквивалентных моментов.

4.4.7 Диаметры вала в сечениях

принимаю по Ra40 d₁ = 24 мм;

принимаю по Ra40 d₁ = 35 мм;

принимаю по Ra40 d₁ = 35 мм;

принимаю по Ra40 d₁ = 28 мм

4.5 Расчёт тихоходного вала редуктора

И сходные данные

F_t=3905 Н;

F_a=344 H;

F_r=1379 H;

F_n=1142 H;

T=719,16 H∙м;

d₁=0,450 м;

l₅= 0,1535 м;

l₆= 0,038 м;

l₄= 0,1 м; Рисунок 4. Расчётная схема

Воспользуюсь эскизной компоновкой редуктора и пространственной системой сил,

строю схему нагружений в вертикальной плоскости.

4.5.1 Вертикальная плоскость

а) Определяем реакции опор

Проверка:

∑y=0; R_В-F_t+R_A=1952,5-3905-1952,5=0

б)Определение изгибающих моментов от сил, действующих в вертикальной плоскости

4.5.2 Горизонтальная плосткость

а) Определяем реакции опор:

∑М_А=о; R_В∙0,1915-F_a∙0,225-F_r∙0,038=0

∑М_В=о; F_r∙0,1535+R_A∙0,1915- Fa∙0,225 =0

Проверка:

∑y=0; R_В- F_r – R_A =678-1379-(-701)=0

б) Определение изгибающих моментов от сил, действующих в горизонтальной плоскости:

Проверка:

- = Fa∙

- =-27-(-104)=77 Н∙м

Fa∙ =344∙0,225=77 Н∙м

По найденным значениям строим эпюру изгибающих моментов.

4.5.3 Суммарные изгибающие моменты

По найденным значениям строим эпюру суммарных изгибающих моментов.

4.5.4 Суммарные реакции опор

4.5.6 Крутящие моменты

М_кр=719,16 Н∙м

По найденным значениям строим эпюру крутящих моментов.

4.5.7 Эквивалентные моменты

По найденным значениям строим эпюру эквивалентных моментов.

4.5.8 Диаметры вала в сечениях

принимаю по Ra40 d₁ = 50 мм;

принимаю по Ra40 d₁ = 55 мм;

принимаю по Ra40 d₁ = 58 мм;

d₄=d₂=55 мм;

4.6 Определение конструктивных размеров валов и выполнение рабочего чертежа тихоходного вала редуктора