4.7.3 Эскизная компоновка передачи

Эскизная компоновка передач редуктора выполняется по результатам произведенных расчетов, как правило, на миллиметровке в соответствующем масштабе. Выполнение эскизного чертежа начинается с проведения линий, определяющих межосевые расстояния с дальнейшим изображением деталей передач: валов, подшипников, зубчатых колес.

По результатам выполнения эскизной компоновки уточняются размеры валов и делается заключение о работоспособности редуктора.

На рис. 4.6 приведена принципиальная эскизная компоновка червячного редуктора, а на рис. 4.7 – в масштабе 1:2 для рассматриваемого примера.

4.8 Проверочный расчет выходного вала червячного редуктора

Проверочный расчет выходного (или любого другого) вала проводится с целью определения сохранения его работоспособности под действием приложенных к нему нагрузок в течении установленного срока эксплуатации.

4.8.1 Расчетная схема. Исходные данные

Расчётная схема вала и выбранная система отсчёта представлены на рис. 4.8.

Точка приложения окружной F_t2, радиальной F_г2 и осевой F_a2 сил обозначена точкой С. Сила F_t2 в точке приложения С создает вращающий момент Т₂ (М₁) = 2F_t/d₂, а силы F_t2, F_a2 и F_г2 в точках опор А и В приводят к возникновению реакций R_AY; R_AX; R_BY; R_BX. Моменту Т₂ препятствует момент сил полезных сопротивлений Т_ПС (М₂). Точка С равноудалена от точек А и В, следовательно длины участков ℓ₁ и ℓ₂ равны между собой и равны ½ℓ _р2 = 60,12 мм, а значение

ℓ₃ = ℓ_2п – ℓ_р2 = 308 – 120,25 = 187,75 мм.

Рис. 4.8 Расчетная схема на прочность выходного вала

червячной передачи

Исходные данные:

окружная сила F_t2 = 6361,3 Н; радиальная сила F_г2 = 2315,5 Н; осевая сила F_a2 = 1767 Н; вращающий момент М₁= Т₂ = 954,2 Н·м;

ℓ_р2 = 120,25 мм; ℓ_2п = 308 мм, делительный диаметр колеса d₂ = 300 мм;

ℓ₁ = ℓ₂ = 60,12 мм; ℓ₃ = 187,75 мм; диаметр вала под колесом d_К = 85,5 мм.

4.8.2 Определение внешних нагрузок – реакций связей

В вертикальной плоскости YOZ действуют силы реакции в опорах R_Aу, R_By, радиальная F_r2 и осевая F_a2 силы.

Реакции в опорах определяются путём составления и решения уравнения равновесия.

1) = 0, R_Bу (ℓ₁ +ℓ₂) – F_a2 d₂ – F_r2 · ℓ₁ = 0,

R_Bу = = 3361,8 Н.

2) =0, F_r2· ℓ₂ – R_AУ(ℓ₁ + ℓ₂) – F_a2 d₂ = 0,

R_Aу = = -1046,5 Н.

Необходимо иметь ввиду, что направление реакции R_Aу не совпадает с направлением, указанным на схеме.

3) Для проверки правильности решения составляется уравнение

= 0; Σ F_Ку = -R_Aу + R_Bу – F_r2 = -1046,5Н + 3361,8 – 2315,5 ≈ 0.

Реакции определены верно: R_Aу= -1046,5 Н; R_Bу = 3361,8 Н.

В горизонтальной плоскости ХОZ действуют силы реакции в опорах R_Aх, R_Bх и окружная сила F_t2:

1) = 0, R_Вх· (ℓ₁+ℓ₂) - F_t2 ℓ₁ = 0.

R_Вх = = 3180,65 Н.

2) = 0, F_t2 ℓ₂ – R_Aх· (ℓ₁ + ℓ₂) = 0.

R_Aх = = 3180,65 Н.

3) Для проверки правильности решения составляется уравнение

= 0, ΣF_Кх = R_Aх – F_t2 + R_Вх = 3180,65 – 6361,3·+3180,65 ≈ 0.

Направление и величины сил реакции опор определены верно:

R_Aх = R_Вх = 3180,65 Н.

Если значения сил реакции имеет знак минус, то это необходимо учитывать при решении уравнений по определению внутренних усилий.

Суммарные реакции в опорах:

R_A = = 3348,4 Н;

R_В = = 4628 Н.