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÷25 МПа

Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d₁ = (16∙14,7·10³/π10)^1/3 = 19 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 = 30 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)30 = 3045 мм,

принимаем l₁ = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 30+22,5 = 35,0 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 = (429,0·10³/π20)^1/3 = 48 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 50 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 50+22,8 = 56,6 мм,

где t = 2,8 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 55 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2555 = 68 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 55 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 55+3,23,0 = 64,6 мм,

принимаем d₃ = 65 мм.

Выбор подшипников.

Предварительно назначаем для быстроходного вала радиально-упорные роликоподшипники средней серии №27308, а для тихоходного вала роликоподшипники легкой широкой серии №7511

Таблица 2.

Размеры и характеристика выбранного подшипника

№	d, мм	D, мм	B, мм	C, кН	C0, кН	е	Y
27308	40	90	25	48,4	37,1	0,786	0,763
46111	55	100	27	80,0	61,0	0,36	1,666

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:

а = В/2 + (d+D)e/6.

а₁ = 25/2+(40+90)∙0,786/6 = 29 мм.

а₂ = 27/2+(55+100)∙0,36/6 = 23 мм.

6. 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 = 95F_t – 190B_X + F_м100 = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X =(588·95 + 383·100)/190 = 496 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_М – F_t = 496 + 383 – 588 = 291 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 496·95 = 47,1 Н·м

M_X2 = 383·100= 38,3 Н·м

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

m_A = 95F_r –190B_Y – F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (1562·95 –4290·50,0/2)/190 = 217 H

A_Y = F_r – B_Y =1562 – 217 =1345 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 217·95 = 20,6 Н·м

M_Y =1345·95 = 127,8 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (291² +1345²)^0,5 =1376 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (496² + 217²)^0,5 = 541 H

Схема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

m_A = F_t3216 – D_x108 + F_t2 54 = 0;

D_х = (7660216 + 429054)/108 =17465 Н;

C_х = D_x – F_t3 – F_t2 =17465 – 7660 – 4290 = 5515 Н;

Изгибающие моменты:

М_х1 = 551554 = 297,8 Нм;

М_х2 = 7660108= 827,3 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = F_r2 54 + D_y108 – F_a2d₂/2 – F_r3216 = 0

D_y= (2788216 –156254 – 588200,0/2)/108 = 4251 Н

C_y= F_r2+ D_y – F_r3 =1562+4251 –2788 = 3025 Н

М_y1 = 302554 =163,3 Нм;

М_y2 = 2788108= 301,1 Нм;

М_y3 = 2788162 – 425154 =222,1 Нм;

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (5515²+3025²)^0,5 = 6290 H,

D = (17465²+4251²)^0,5 =17975 H,

9 Проверочный расчет подшипников