3. Эскизная компоновка редуктора

Предварительный расчет вала, предварительное определение диаметра вала:

(33)

где - условные допускаемые напряжения при кручении.

Толщина стенки редуктора:

(34)

Толщина стенки должна быть не менее 7 мм.

Расстояние от торца зубчатого колеса до внутренней стенки корпуса редуктора:

(35)

Расстояние от вершины зубьев до внутренней стенки корпуса редуктора:

(36)

Длина ступицы зубчатого колеса:

(37)

Длина ступицы должна быть не менее ширины венца.

Ширина подшипника качения:

(38)

Окружная сила:

(39)

Радиальная сила:

(40)

Осевая сила:

(41)

4. Расчет валов

4.1 Расчет валов на статическую прочность

Расчет вала колеса:

Эпюра вала представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Эпюра вала колеса.

Горизонтальна плоскость:

(42)

Преобразуем уравнение (42):

Вертикальная плоскость:

(43)

(44)

l=a+0.5bw₁+7.81=0.045м

(45)

Преобразуем уравнение (45):

Максимальный изгибающий момент:

(46)

Приведенный момент в опасном сечении:

(47)

Выбора материала:

Выбираем сталь 45. Термическая обработка - улучшение. HB - 220.

Диаметр в опасном сечении:

(48)

где - допускаемое напряжение.

Поскольку в опасном сечении присутствует шпоночный паз, то расчетное значение увеличивают на 5%, затем окончательно округляем до нормального значения стандартного ряда.

Диаметр цапфы:

(49)

Диаметр цапфы должен быть больше (или равен) 20мм. и кратный 5.

Размер шпонки выбираем по ГОСТ 23360-78:

Таблица 2. Размеры шпоночного соединения.

Сечение шпонки		Фаска	Глубина паза			Длина
b	h		Вал	Ступица
10	8	0.25-0.4	5	3.3	22-110

4.2. Расчет вала на выносливость

Общий коэффициент запаса усталостной прочности:

(50)

где - запас прочности по нормальным напряжениям изгиба,

- запас прочности по костельным напряжения от кручения.

(51)

где - предел выносливости материала при изгибе,

- эффективный коэффициент концентрации напряжений,

- масштабный фактор,

- амплитуда колебаний цикла при изгибе,

- коэффициент приведения несимметричного цикла к равно опасному симметричному,

- напряжение, вызванное растягивающей (сжимающей) силой.

(52)

(53)

где - момент сопротивления.

(54)

где - глубина шпоночного паза в валу.

(55)

(56)

где - коэффициент концентрации напряжений,

(57)

(58)

(59)