6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

окружная

F_t = 735 Н

радиальная

F_r = 272 H

осевая

F_a = 139 H

Консольная сила от муфты действующая на быстроходный вал

F_м = 100·Т₁^1/2 = 100·10,1^1/2 = 318 Н

Консольная силы действующие на тихоходный вал

окружная

F_t3 = 1740 Н

радиальная

F_r3 = 594 H

осевая

F_a3 = 198 H

Рис. 6.1 – Схема нагружения валов цилиндрического редуктора

7. 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 = (16·10,1·10³/π10)^1/3 = 17 мм

Ведущий вал редуктора соединяется с помощью стандартной муфты с валом электродвигателя диаметром d_дв= 24 мм,

d₁ = (0,81,2)d_дв = (0,81,2)24 = 1929 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 25 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)25 = 2538 мм,

принимаем l₁ = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 25+22,2 = 29,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 30 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,530 = 45 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 30 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (16·64,1·10³/π10)^1/3 = 32 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 35 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 35+22,8 = 40,6 мм,

где t = 2,8 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 40 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2540 = 50 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 40 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 40+3,22,5 = 48,0 мм,

принимаем d₃ = 48 мм.

Выбор подшипников

Предварительно назначаем радиальные шарикоподшипники легкой серии №206 для быстроходного вала и средней серии №308 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника	d мм	D мм	B Мм	С кН	С0 кН
№206	30	62	16	19,5	10,0
№308	40	90	23	41,0	22,4

7. Расчетная схема валов редуктора и проверочный расчет подшипников

Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1 – Схема нагружения быстроходного вала

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 49F_t1 + 98B_X – 206F_м = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X = (206·318 – 49·735)/98 = 301 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_t – F_M = 301 + 735 – 318 = 718 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 718·49 = 35,2 Н·м

M_X2 = 318·108 = 34,3 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 49F_r – 98B_Y + F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (272·49 +139·27,48/2)/98 = 155 H

A_Y = F_r – B_Y = 272 – 155 = 117 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 117·49 = 5,7 Н·м

M_Y = 155·49 = 7,6 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (718² + 117²)^0,5 = 727 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (301² + 155²)^0,5 = 338 H

Схема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 – Схема нагружения тихоходного вала

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С =72F_t3 – 51F_t2 –102D_X = 0

Отсюда находим реакцию опоры D в горизонтальной плоскости

D_X = (72·1740 – 51·735)/102 = 861 H

Реакция опоры C в горизонтальной плоскости

C_X = D_X + F_t3+F_t2 = 861 +1740+735 = 3336 H

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости

M_X1 =1740·72 = 125,3 Н·м

M_X2 = 861·51 = 43,9 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С = 72F_r3 – 51F_r2 –102D_Y – F_a3d₃/2 + F_a2d₂/2 = 0

Отсюда находим реакцию опоры D в вертикальной плоскости

D_Y = (72·594 – 51·272 – 198·68,56/2 + 139·172,52/2)/102 = 334 H

Реакция опоры C в вертикальной плоскости

C_Y = 594 + 272 + 334 = 1200 H

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости

M_Y1 = 594·72 = 42,8 Н·м

M_Y2 = 594·123 – 1200·51 – 198·68,56/2 = 5,1 Н·м

M_Y3 = 334·51 = 17,0 Н·м

M_Y4 = 334·174 + 272·123 – 1200·72 – 139·172,52/2 = -6,8 Н·м

Суммарные реакции опор:

C = (3336² +1200²)^0,5 = 3545 H

D = (861² + 334²)^0,5 = 924 H