11. Расчет валов
11.1. Первый этап эскизной компоновки
Назначаем предварительные размеры длин ступеней валов по Чернину.
Рисунок 11.1 –Компоновка редуктора
11.2. Расчет быстроходного вала
При
прочностных расчётах валы схематизируют
балками, лежащими на шарнирных опорах
и нагруженными усилиями, передающимися
при номинальном режиме работы от всех
расположенных на них деталях. Исходные
данные: Т1=69,8;
Ft1=2225,7Н;
Fa1=644,9H;
Fr1
=820,2H; F= 1155,1Н. Основываясь на предварительной
компоновке редуктора и [2, стр. 285]
ориентировочно назначаем длины участков:
;
и
.
Предварительно определяем диаметр вала под шкивом ременной передачи:
,
мм
МПа
– ориентировочное касательное напряжение.
мм
С
учетов ослабление вала шпоночным пазом
имеем
.
Принимаем
Определяем согласно расчетной схеме (рис.11.2) реакции опор в вертикальной плоскости из условия равновесия:
,
откуда
.
,
откуда
.
Проверка:
;
Следовательно, реакции найдены правильно.
Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия
,
откуда
.
,
откуда
.
Проверка:
;
Следовательно, реакции найдены правильно.
Рисунок 11.2 –Расчетная схема червяка
Определяем
изгибающие моменты в характерных
сечениях вала.
Под подшипником
А в
горизонтальной плоскости:
в
вертикальной плоскости
от
ремня
Под шестерней в вертикальной плоскости:
в горизонтальной плоскости
.
.
от ремня
Определяем суммарные изгибающие и эквивалентные моменты:
‑ в среднем сечении под шестерней:
.
.
‑ под подшипником А:
.
Определяем расчетный диаметр вала под подшипником А :
.
Тогда
в целях унификации, а также обеспечения
технологичности корпуса редуктора
применяем одинаковые подшипники с
посадочным диаметром
,
так как предыдущая ступень вала имеет
диаметр 25 мм. Шестерню
делаем монолитно с валом!!
11.3. Расчет тихоходного вала
Исходные
данные: Т2=211;
Ft2=2225,7Н;
Fa2=644,9H;
Fr1=820,2H;
F=1948Н. Основываясь на предварительной
компоновке редуктора и [2, стр. 285]
ориентировочно назначаем длины участков:
;
и
.
Определяем согласно расчетной схеме (рис.16.3) реакции опор в вертикальной плоскости из условия равновесия:
,
откуда
.
,
откуда
.
Проверка: ; Следовательно, реакции найдены правильно.
Реакции опор в горизонтальной плоскости из условия равновесия
,
откуда
.
,
откуда
.
Проверка:
;
Следовательно, реакции найдены правильно.
Определяем изгибающие моменты в характерных сечениях вала.
Под подшипником А в горизонтальной плоскости:
в вертикальной плоскости
от
муфты
Под колесом в вертикальной плоскости:
в горизонтальной плоскости
.
.
от
муфты
Определяем суммарные изгибающие и эквивалентные моменты:
‑ в среднем сечении под колесом:
.
.
‑ под подшипником А:
.
Рисунок 11.3 –Расчетная схема тихоходного вала
Определяем расчетный диаметр вала под подшипником А :
.
Определяем расчетный диаметр вала под колесом
.
С учетом ослабления
вала под шпонки, рекомендуется увеличивать
диаметр вала на 10%. Таким образом,
.
Округляем до стандартного значения
Тогда в целях
унификации, а также обеспечения
технологичности корпуса редуктора
применяем одинаковые подшипники с
посадочным диаметром
.