5 Расчет на прочность валов и определение опорных реакций

Материал валов – сталь 45, улучшенная, 750 МПа, 450 МПа; материал промежуточного и выходного валов – сталь 45, 780 МПа, 450 МПа;

Вал І: ; ;

Вал ІІ: ; ; ,

Вал ІІІ: ; ;

Построение схемы нагружения зубчатых колёс

Определяем силы, действующие в зацеплении двухступенчетого цилиндрического редуктора с прямозубой и косозубой стпенями:

Косозубая пара:

Прямозубая пара:

Расчёт ведущего вала І

Строим расчётную схему сил, действующих на вал І в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и эпюру крутящих моментов

Н а вал действуют:

а) в вертикальной плоскости –

силы и

б) в горизонтальной – силы

и Эти силы изгибают вал соответственно в вертикальной и горизонтальной областях;

в) крутящий момент на

участке от муфты до

шестерни.

Строим (в масштабе) эпюры изгибающих моментов вала I в вертикальной плоскости отдельно от сил и

а) определяем опорные реакции от силы

Проверка:

Наибольший изгибающий момент будет в сечении вала на опоре А:

Эпюра

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

б) определяем опорные реакции от силы

;

Проверка:

Наибольший изгибающий момент будет в сечении вала, где приложена сила :

Для получения общей эпюры изгибающих моментов в вертикальной плоскости суммируем две полученные эпюры

Строим эпюры изгибающих моментов вала I в горизонтальной плоскости от сил

а) определяем опорные реакции от силы

Проверка:

Наибольший изгибающий момент будет в сечении вала, где посажена шестерня:

Строим суммарную эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости. Наибольший изгибающий момент

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

..

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Учитывая изгибающие моменты в вертикальной и горизонтальной плоскостях, находим расчетный изгибающий момент в опасном сечении (в месте посадки шестерни)

Для подбора подшипников качения определяем опорные реакции.

Находим суммарные реакции в вертикальной и горизонтальной плоскостях в опорах А и В:

Общие реакции:

опора А:

опора В:

Расчет промежуточного вала II

Строим расчетную схему сил, действующих на вал II в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и эпюру крутящих моментов

Строим эпюры изгибающих моментов вала II в вертикальной плоскости

Определяем опорные реакции от сил и :

Проверка:

Изгибающий момент в сечении вала в месте посадки зубчатого колеса 2

Изгибающий момент в сечении вала в месте посадки зубчатого колеса 3

Эпюра

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

Строим эпюры изгибающих моментов вала II в горизонтальной плоскости от действия радиальных сил ,

Определяем опорные реакции от сил и :

Проверка:

Тогда изгибающие моменты в сечениях 2 и 3 будут равны:

Расчетные изгибающие моменты в этих сечениях

Для подбора подшипников качения в опорах С и D находим реакции в этих опорах

Вначале определяем суммарные реакции в горизонтальной плоскости в опорах C и D:

Находим общие реакции в опорах подшипников вала II:

Опора С:

Опора Д:

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

..

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.

.