8 Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Силы действующие на червячный вал

F_a1 = 6392 H; F_r1 =2327 H; F_t1 =1296 H.

F_м = 636 Н

Рис. 8.1 – Расчетная схема быстроходного вала

Горизонтальная плоскость:

m_A = 121F_t1 + 242B_x – 372F_м = 0;

В_х = (636372 – 121∙1296)/242 = 330 Н;

Σm_B = 121F_t1 +130F_м – 242A_x = 0

А_х = (121∙1296+636∙130)/242 = 990 Н;

Проверка ΣХ = 0; A_x – F_t1 – B_x + F_м = 990 –1296 – 330 + 636 = 0

Изгибающие моменты

М_х1 = 990121 = 119,8 Нм;

М_х2 = 636130 = 82,7 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = 121F_r1 – 242B_y – F_a1d₁/2 = 0

В_y = (2327121– 639262,5/2)/242 = 337 Н

Σm_B = 121F_r + F_a1d₁/2 – 242A_Y = 0

А_Y = (121∙2327+6392∙62,5/2)/242 =1990 Н;

Проверка ΣY = 0; A_Y – F_r + B_Y =1990 –2327 + 337 = 0

Изгибающие моменты

М_y1 =1990121 =240,8 Нм

М_y2 = 337121 = 40,8 Нм

Суммарные реакции опор:

А = (А_x² +A_y²)^0,5 = (990²+1990²)^0,5 =2223 H,

B = (330²+ 337²)^0,5 = 472 H.

Расчетная схема нагружения тихоходного вала

Силы действующие на тихоходный вал:

F_t2 = 6392 H; F_r2 =2327 H; F_a2 =1296 H.

F_оп.В= 3276 H; F_оп.Г = 5675 H

Рис. 8.2 – Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

m_С = 72F_оп.г – 146D_x + 73F_t2 = 0;

D_х = (72∙5675 + 73∙6392)/146 = 5995 Н;

Σm_D = 218F_оп.г – 146С_x – 73F_t = 0

С_x = (218∙5675 – 73∙6392)/146 = 5278 H

Проверка ΣХ = 0; F_оп.г – С_х – F_t + D_x = 5675 –5278 – 6392 + 5995 = 0

Изгибающие моменты:

М_х1 = 567572 = 408,6 Нм;

М_х2 = 599573 = 437,6 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_C = 72F_оп.в + 73F_r2 – D_y146 – F_a2d₂/2 = 0

D_y= (72∙3276+73∙2327–1296250/2)/146 =1669 Н

m_D = 218F_оп.в – 73F_r2 – C_y146 – F_a2d₂/2 = 0

C_Y = (218∙3276 – 73∙2327–1296∙250/2)/146 = 2618 H

Проверка ΣY = 0; F_оп.в – С_y – F_r2 + D_x = 3276 – 2618 –2327 +1669 = 0

Изгибающие моменты:

М_y1 = 327672 =235,9 Нм

М_y2 = 3276∙145 – 2618∙73 = 283,9 Нм

М_y3 =1669∙73 =121,8 Нм

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (5278²+ 2618²)^0,5 = 5892 H,

D = (5995²+1669²)^0,5 = 6223 H,

9 Проверочный расчет подшипников

9.1 Быстроходный вал

Эквивалентная нагрузка

P = (XVF_r + YF_a)K_бК_Т

где Х – коэффициент радиальной нагрузки;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

V = 1 – вращается внутреннее кольцо;

K_б = 1,3 – коэффициент безопасности

К_Т = 1 – температурный коэффициент.

Осевые составляющие реакций опор:

S_A = 0,83eA = 0,83∙0,797∙2223 =1470 H,

S_B = 0,83eB = 0,83∙0,797472 = 312 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aA = S_А =1470 H,

F_aВ = S_А+F_a =1470+6392 = 7862 H,

Проверяем подшипник А.

Отношение F_a/F_r = 1470/2223 = 0,65 < e, следовательно Х=1,0; Y=0.

Р = (1,01,02223+0)1,31,0 = 2890 Н.

Проверяем подшипник В.

Отношение F_a/F_r = 7862/472 = 16,7 > e, следовательно Х=0,4; Y=0,752

Р = (0,41,0472+0,752∙7862)1,31,0 = 7931 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

= 7931(573101,120400/10⁶)^0,3 = 66,2 кH < C= 69,3 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипника.

= 10⁶(69,310³ /7931)^3,333/60965 = 23730 часов, > [L]

больше ресурса работы привода, равного 20400 часов.