Cхема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

m_A = F_м140 – 104D_x +52Р₂ = 0;

D_х = (5762140 + 531252)/104 =10413 Н;

C_х = F_м +D_x – F_t2 = 5762+10413– 5312 =10863 Н;

Изгибающие моменты:

М_х1 = 5762140 = 806,7 Нм;

М_х2 = 1041352 = 541,5 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = 52F_r2 – D_y104 + F_a2d₂/2 = 0

D_y= (193452+ 764200/2)/104 = 1702 Н

C_y= F_r2 – D_y = 1934 –1702 = 232 Н

Изгибающие моменты:

М_y1 = 23252 = 12,1 Нм

М_y2 = 170252 = 88,5 Нм

Проверка:

ΣХ = C_x - F_м – D_x + F_t1 = 10863-5762 –10413 +5312 = 0

ΣY = C_Y + F_r1 - D_Y = 232 – 1934 + 1702 = 0.

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (10863²+232²)^0,5 =10865 H,

D = (1702²+10413²)^0,5 =10551 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;

F_r – радиальная нагрузка;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

F_a – осевая нагрузка;

K_б = 1,3 – коэффициент безопасности при нагрузке с умеренными

толчками [1c133];

К_Т = 1 – температурный коэффициент.

Осевые составляющие реакций опор:

S_A = 0,83eA = 0,830,7861268= 827 H,

S_B = 0,83eB = 0,830,786614 = 401 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aA = S_А = 827 H,

F_aВ = S_А+F_a = 827+5312 = 6139 H,

Проверяем подшипник В.

Отношение F_a/F_r = 6139/614 = 10 > e, следовательно Х=0,4; Y=0,763.

Р = (0,41,0614 +0,7636139)1,31,0 = 6409 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

= 6409(57362,820500/10⁶)^0,3 = 46,5 кH < C= 48,4 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипников

= 10⁶(48,410³ /6409)^3,333/60600 = 23470 часов,

больше ресурса работы привода, равного 20500 часов.

9.2 Тихоходный вал Эквивалентная нагрузка

Осевые составляющие реакций опор:

S_C = 0,83eC = 0,830,37010865 = 3337 H,

S_D = 0,83eD = 0,830,37010551 = 3236 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aC = S_C = 3337 H,

F_aD = S_C + F_a = 3337+ 764 = 4101 H.

Проверяем подшипник С.

Отношение F_a/F_r= 3337/10865 = 0,31 < e, следовательно Х=1,0; Y= 0.

Р = (1,01,010865+0)1,31,0 = 14125 Н.

Проверяем подшипник D.

Отношение F_a/F_r= 4101/10557 = 0,39 > e, следовательно Х=0,4; Y=1,62.

Р = (1,00,410557+1,624101)1,31,0 = 14126 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника:

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

=14126(5731,5720500/10⁶)^0,3 = 33,9 кH < C = 57,9 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипников

= 10⁶(57,910³ /14126)^3,333/6015 =122391 часов,

больше ресурса работы привода, равного 20500 часов.

10 Конструктивная компоновка привода

10.1 Конструирование червячного колеса

Конструктивные размеры колеса

Диаметр ступицы:

d_ст = 1,6d₃ = 1,6·70 =112 мм.

Длина ступицы:

l_ст = (1÷1,5)d₃ = (1÷1,5)70 = 70÷105 мм,

принимаем l_ст = 70 мм

Толщина обода:

S = 0,05d₂ = 0,05·200 = 10 мм

S₀ = 1,2S = 1,2·10 = 12 мм

Толщина диска:

С = 0,25b = 0,25·44 = 11 мм

10.2 Конструирование валов

Основные размеры ступеней валов (длины и диаметры) рассчитаны в пункте 7.

Переходные участки между ступенями выполняются в виде канавки шириной b = 3 мм или галтели радиусом r = 1 мм.

Червяк выполняется заодно с валом.

Размеры червяка: d_а1 = 60 мм, b₁ = 60 мм.

10.3 Выбор соединений

В проектируемом редукторе для соединения валов с деталями, передающими вращающий момент, применяются шпоночные соединения.

Используем шпонки призматические со скругленными торцами по ГОСТ 23360-78. Длина шпонки принимается на 5…10 мм меньше длины ступицы насаживаемой детали. Посадка для червячного колеса Н7/r6.

10.4 Конструирование подшипниковых узлов

В проектируемом редукторе используется консистентная смазка подшипниковых узлов. Для изолирования подшипникового узла от внутренней полости редуктора применяются стальные уплотнительные шайбы толщиной 0,3…0,5 мм, а изоляция выходных участков валов от окружающей среды достигается с помощью манжетных уплотнений по ГОСТ 8752-79. Внутренне кольцо подшипника упирается во втулку или буртик вала, а наружное фиксируется распорной втулкой между подшипником и врезной крышкой подшипника.