6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении червячной передачи

Окружная на колесе и осевая на червяке:

F_t2 = F_a1 = 3933 H.

Радиальная на червяке и колесе:

F_r1 = F_r2 =1432 H.

Окружная на червяке и осевая на колесе:

F_t1 = F_a2 = 492 H.

Консольная сила от ременной передачи действующая на быстроходный вал

F_оп = 215 Н

Горизонтальная и вертикальная составляющие консольной силы от ременной передачи, действующие на вал

F_вг = F_вcosθ = 215cos30° =186 H

F_вв = F_вcosθ = 215sin30° = 108 H

Консольная сила от муфты действующая на тихоходный вал

F_м = 250·Т₃^1/2 = 250·393,3^1/2 = 4958 Н

Схема нагружения валов червячного редуктора

Рис. 6.1

6. Разработка чертежа общего вида редуктора

Материал быстроходного вала – сталь 45,

термообработка – улучшение: σ_в = 780 МПа;

Допускаемое напряжение на кручение [τ]_к = 10÷20 Мпа

Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d₁ = (16∙12,3·10³/π10)^1/3 = 18 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 32 мм;

Длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)32 = 3248 мм,

принимаем l₁ = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 32+22,5 = 37,0 мм,

где t = 2,5 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 40 мм:

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,540 = 60 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 40 мм.

Вал выполнен заодно с червяком

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (16∙393,3·10³/π15)^1/3 = 51 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 55 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 55+23,0 = 61,0 мм,

где t = 3,0 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 60 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2560 = 75 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 60 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 60+3,23,0 = 69,6 мм,

принимаем d₃ = 70 мм.

Выбор подшипников.

Предварительно назначаем для быстроходного вала радиально-упорные роликоподшипники средней серии №27308, а для тихоходного вала роликоподшипники легкой серии №7212

Таблица 7.1

Размеры и характеристика выбранного подшипника

№	d, мм	D, мм	B, мм	C, кН	C0, кН	е	Y
27308	40	90	23	48,4	37,1	0,786	0,763
7212	60	110	23	95,9	82,1	0,37	1,62

При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок.

Для конических роликоподшипников поправка а равна

а = В/2 + (d+D)e/6.

а₁ = 23/2+(40+90)∙0,786/6 = 28 мм.

а₂ = 23/2+(60+110)∙0,37/6 = 22 мм.

8. Расчетная схема валов редуктора

8.1. Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1

Горизонтальная плоскость:

m_A = F_t1100 – B_x 200 + 90F_г = 0;

В_х = (492100+18690)/200 = 330 Н;

А_х = F_вг + В_х – F_t1 = 186+330 – 492 = 24 Н;

М_х1 = 330100 = 33,0 Нм;

М_х2 = 18690 = 16,7 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = F_r1100 – B_y200 – F_a1d₁/2 + 90F_в = 0

В_y = (1432100+108·90 – 393350/2)/200 = 273 Н

А_y = F_r1 – F_в – В_y = 1432 – 108 – 273 =1051 Н;

М_y1 = 273100 = 27,3 Нм

М_y2 = 10890 = 9,7 Нм

М_y3 = 108190 +1051·100 = 125,6 Нм

Проверка:

ΣХ = F_t + А_х – F_г – B_x = 492 + 24 –186 – 330 = 0

ΣY = F_r – A_Y – F_вв – B_Y = 1432 – 1051 – 108 – 273 = 0.

Суммарные реакции опор:

А = (А_x² +A_y²)^0,5 = ( 24²+1051²)^0,5 =1051 H,

B = (330²+ 273²)^0,5 = 428 H.