5 Конструктивные размеры и предварительная компоновка редуктора
В конструкции червячного колеса необходимо предусмотреть ступицу [3]. Диаметр ступицы:
(5.1)
Принимаем dст = 120 мм.
Длина ступицы:
(5.2)
Принимаем lст = 100 мм.
Определим вертикальный размер червячной пары L, мм
(5.3)
Определим зазор x (у) между вращающейся поверхностью колеса (червяка) и корпусом, мм
(5.4)
(5.5)
Принимаем у = 48 мм.
Найдем радиус дуги R, мм
(5.7)
Посчитаем величину S, мм
S=(0,15…0,2)D; (5.8)
S=(0,15…0,2)∙52=7,8…10,4 мм.
Графически определим следующие параметры: LБ(Т) – расстояние между подшипниками на быстроходном (тихоходном) валу, lБ(Т) – расстояние между точками приложения реакций подшипников быстроходного (тихоходного) вала, lM – расстояние между точкой приложения реакции смежного подшипника и точкой приложения силы давления муфты, lОП – расстояние от точки приложения реакции смежного подшипника до силы приложения на выходной вал, l3Б(Т) – длина третей ступени быстроходного (тихоходного) вала.
Получим: LБ = 356 мм, LТ = 152 мм, lБ = 340 мм, lТ = 122 мм, lМ = 52 мм, lОП = 115 мм.
6 Подбор подшипников качения
Вычертим расчётную схему быстроходного вала (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 – Схема нагружения быстроходного вала
Определим реакции опор в подшипниках быстроходного вала на вертикальную плоскость
(6.1)
(6.2)
(6.3)
(6.4)
(6.5)
(6.6)
Проверка
(6.7)
(6.8)
0=0.
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х
(6.9)
(6.10)
(6.11)
(6.12)
Определим реакции опор в подшипниках быстроходного вала на горизонтальную плоскость
(6.13)
(6.14)
(6.15)
(6.16)
(6.17)
(6.18)
Проверка
(6.19)
(6.20)
0=0.
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y
(6.21)
(6.22)
(6.23)
(6.24)
Строим эпюру крутящих моментов
(6.25)
Определяем суммарные радиальные реакции
(6.26)
(6.27)
Определяем суммарные изгибающие моменты
(6.28)
(6.29)
Вычертим расчётную схему тихоходного вала (рисунок 6.2).
Определим реакции опор в подшипниках тихоходного вала на вертикальную плоскость
(6.30)
(6.31)
(6.32)
Рисунок 6.2 – Схема нагружения тихоходного вала
(6.33)
(6.34)
(6.35)
Проверка
(6.36)
(6.37)
0=0.
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Х
(6.38)
(6.39)
(6.40)
(6.41)
(6.42)
Определим реакции опор в подшипниках тихоходного вала на горизонтальную плоскость
(6.43)
(6.44)
(6.45)
(6.46)
(6.47)
(6.48)
Проверка
(6.49)
(6.50)
0=0.
Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y
(6.51)
(6.52)
(6.53)
(6.54)
Строим эпюру крутящих моментов
(6.55)
Определяем суммарные радиальные реакции
(6.56)
(6.57)
Определяем суммарные изгибающие моменты
(6.58)
(6.59)
Быстроходный вал.
Осевая сила в зацеплении Fa1 = 3987 Н, реакции в подшипниках Rа = 411,7Н, RB = 1188,7 Н. Характеристика подшипников: Cr = 22500 Н; Х = 0,56; е = 0,24; Y = 1,8; V = 1, Кб = 1,1; КТ = 1. Требуемая долговечность подшипников LH = 12000 ч. Подшипники установлены враспор. Проанализируем следующее соотношение [3]
(6.60)
где Ra = Rs – осевая сила в зацеплении, Н;
Rr = R – максимальная суммарная реакция подшипника, Н.
Так как мы выбрали радиальные шариковые подшипники, то осевые составляющие радиальных нагрузок, то Rs1 = Rs2 = 0.
Тогда эквивалентная нагрузка
(6.61)
где Ra – осевая нагрузка в подшипниках, Н.
(6.62)
Определим базовую долговечность
(6.63)
Так как Сгр < Cr и L10H > LH, то предварительно выбранные подшипники 305 для быстроходного вала пригодны для конструирования подшипниковых узлов.
Тихоходный вал.
Осевая сила в зацеплении Fa2 = 507,6 Н, реакции в подшипниках RС = 11084 Н, RD = 8649 Н. Характеристика подшипников: Cr = 95900 Н; Х = 0,45; е = 0,37; Y = 1,62; V = 1; Кб = 1,2; КТ = 1. Требуемая долговечность подшипников LH = 20000 ч. Подшипники установлены враспор [3].
Проведём расчёт для тихоходного вала
Ra1 = Rs1; (6.64)
Ra2 = Ra1 + Fa; (6.65)
(6.66)
(6.67)
Ra = 4101 Н;
Ra2 = 4101 + 507,6= 4608,6 H.
Проанализируем соотношение (8.60)
Тогда эквивалентная нагрузка
(6.68)
(6.69)
Так как RЕ1 > RЕ2, то
Так как Сгр < Cr и L10H > LH, то предварительно выбранные подшипники 7214 для тихоходного вала пригодны для конструирования подшипниковых узлов.