3. Расчет валов редукторов

5.1. Размеры вала:

Длины участков вала = 45 мм; = 45 мм; = 65 мм;

диаметры посадочных поверхностей = 40 мм, = 50 мм; = 55 мм.

5.2. Определение основных нагрузок

Изгибающий момент от действия осевой силы:

Консольная нагрузка:

3. Определение реакций опор

В плоскости ZУ по условию

По условию:

знак «+» показывает, что направление реакции изменять не нужно.

Проверка:

По условию:

По условию

Определяем реакции опор от консольной нагрузки .

По условию:

3. Определение изгибающих моментов в плоскости ZУ, сечение 1-1

В плоскости ХУ, сечение 1–1

В плоскости консольной нагрузки, сечение 1-1

сечение 2-2

Максимальный момент в сечении 1–1

в сечении 2-2

Сравнивая полученные значения суммарных изгибающих моментов, делаем вывод, что наиболее опасным сечением вала является сечение 1-1, где расположено зубчатое колесо.

3. Проверочный расчет вала на сопротивление усталости.

Диаметр вала в опасном сечении d = 55 мм

Определяем запас прочности в сечении 1-1

Коэффициент запаса прочности по напряжениям изгиба

Коэффициент запаса прочности по напряжениям кручения

Для изготовления вала выбираем сталь 40 термообработка – улучшение, предел прочности = 700 МПа.

Пределы выносливости:

Амплитуды переменных составляющих циклов напряжений

для сплошного сечения вала

Постоянные составляющие циклов напряжений .

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений

Коэффициенты

Определение коэффициентов запаса прочности:

Условие прочности выполняется.

5. Расчет шпоночных соединений

Крутящий момент на валу Т = Нм; диаметр вала d = 50 мм.

6.1. Длина ступицы колеса:

По ГОСТ 23360–78 выбираем шпонку: ширина шпонки b = 16 мм; высота h = 10 мм; глубина паза вала = 6 мм, длина 45…40 мм.

В соответствии с рекомендациями ГОСТ назначаем

6.2. Проверочный расчет шпоночного соединения на смятие:

Условие прочности выполняется.

Шпонка 16×10×45 ГОСТ 23360–78.

5. Подбор подшипников качения

Осевая сила в зацеплении ;

Частота вращения вала n = ;

Диаметр посадочного участка вала = 50 мм.

Требуемый ресурс работы подшипников [Lh] = 18000 ч

7.1. Предварительное назначение типа подшипника

Выбираем шариковый радиальный подшипник легкой серии 210.

Внутренний диаметр подшипника d = 50 мм, наружный D = 90 мм, ширина В = 20 мм. Диаметр шарика = 12,7 мм. Динамическая грузоподъемность подшипника С = 35100 Н, статическая грузоподъемность = 19800 Н. Схема установки подшипников на валу «в распор».

7.2.

Находим значение коэффициента е.

e=0,24.

3. Определение эквивалентных динамических радиальных нагрузок.

При установке радиальных подшипников по схеме «в распор» опора 1 не воспринимает осевую нагрузку, так как осевая сила Fа направлена в сторону опоры 2. В этом случае = 0;

Для опоры 2, воспринимающей осевую нагрузку:

Y=1,45 ; Х=0,56 .

Сравниваем полученные значения эквивалентных нагрузок: , наиболее нагружен подшипник опоры 1.

Определяем ресурс подшипника, ч

Условие расчета выполняется.