6. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка 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 = (19,1·10³/π10)^1/3 = 22 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 червяком

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (299,5·10³/π20)^1/3 = 42 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 45 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 45+22,5 = 50,0 мм,

где t = 2,5 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 45 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2550 = 63 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 50 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 50+3,22,5 = 58,0 мм,

принимаем d₃ = 60 мм.

Выбор подшипников.

В связи с тем, что в червячном зацеплении возникают значительные осевые нагрузки, предварительно назначаем радиально-упорные конические подшипники средней серии №27306 для червячного вала, устанавливаемее в фиксирующей опоре В как сдвоенные. В плавающей опоре А используется радиальный шарикоподшипник №306, воспринимающий только радиальные нагрузки. Для тихоходного вала выбираем радиально-упорные шарикоподшипники легкой серии №7210.

Таблица 7.1

Размеры и характеристика выбранного подшипника

№	d, мм	D, мм	B, мм	C, кН	C0, кН	е	Y
27306	30	72	19	30,0	21,0	0,721	0,833
306	30	72	21	29,1	14,6
7210	50	90	22	52,9	40,6	0,37	1,60

8 Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1 Расчетная схема быстроходного вала.

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

m_A = 80F_t – 160B_X = 0

Отсюда находим реакции опор А и В в плоскости XOZ

A_X =B_X = 955·80/160 = 478 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 478·80 = 38,2 Н·м

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

m_A = 80F_r +160B_Y – F_a1d₁/2 - 78F_оп = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (3744·40/2 + 497·78 – 1363·80)/160 = 29 H

A_Y = F_r + B_Y + F_оп = 1363 + 29 + 497 = 1889 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 497·78 = 38,8 Н·м

M_Y = 497·158 – 1889·80 = -72,6 Н·м

M_Y = 29·80 = 2,3Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (478² +1889²)^0,5 =1948 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (478² + 29²)^0,5 = 479 H

Схема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

m_A = F_м145 – D_x245 + F_t2 50 = 0;

D_х = (4327145 + 374450)/100 = 8146 Н;

C_х = D_x – F_t2 + F_м = 8146 – 3744 + 4327 = 8729 Н;

Изгибающие моменты:

М_х1 = 814650 = 407,3 Нм;

М_х2 = 4327145 = 627,4 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = F_r2 50 + D_y100 – F_a2d₂/2 = 0

D_y= (955160/2 – 1363·50)/100 = 83 Н

C_y= F_r2+ D_y = 83+1363 = 1446 Н

М_y1 = 144650 = 72,3 Нм;

М_y2 = 8350 = 4,1 Нм;

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (8729²+1446²)^0,5 = 8848 H,

D = (8146²+ 83²)^0,5 = 8147 H,