6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

окружная

F_t =1458 Н

радиальная

F_r = 538 H

осевая

F_a = 249 H

Консольная сила от муфты действующая на быстроходный вал

F_м = 100·Т₁^1/2 = 100·28,1^1/2 = 530 Н

Консольная силы действующие на тихоходный вал

окружная

F_t3 = 3871 Н

радиальная

F_r3 = 1367 H

осевая

F_a3 = 271 H

7. Работка чертежа общего вида 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 = (16·28,1·10³/π10)^1/3 = 24 мм

Ведущий вал редуктора соединяется с помощью стандартной муфты с валом электродвигателя диаметром d_дв= 32 мм,

d₁ = (0,81,2)d_дв = (0,81,2)32 = 2538 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2,2 = 34,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 35 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,535 = 52 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 35 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (16·170,4·10³/π10)^1/3 = 44 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 45 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 45+22,8 = 50,6 мм,

где t = 2,8 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 50 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2550 = 62 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 50 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 50+3,23,0 = 59,6 мм,

принимаем d₃ = 60 мм.

Выбор подшипников

Предварительно назначаем радиальные шарикоподшипники легкой серии №207 для быстроходного вала и средней серии №310 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника	d мм	D мм	B Мм	С кН	С0 кН
№207	35	72	17	25,5	13,7
№310	50	110	27	65,8	36,0

7. Расчетная схема валов редуктора и проверочный расчет подшипников

Схема нагружения быстроходного вала

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

m_A = 47F_t1 + 94B_X – 174F_м = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X = (174·530 – 47·1458)/94 = 252 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_t – F_M = 252 + 1458 – 530 = 1180 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 =1180·47 = 55,5 Н·м

M_X2 = 530·80 = 42,4 Н·м

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

m_A = 47F_r – 94B_Y + F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (538·47 +249·38,55/2)/94 = 320 H

A_Y = F_r – B_Y = 538 – 320 = 218 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 218·47 = 10,2 Н·м

M_Y = 320·47 = 15,0 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (1180² + 218²)^0,5 = 1200 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (252² + 320²)^0,5 = 407 H

Схема нагружения тихоходного вала

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

m_С = 84F_t3 – 53F_t2 –106D_X = 0

Отсюда находим реакцию опоры D в горизонтальной плоскости

D_X = (84·3871 – 53·1458)/106 = 2338 H

Реакция опоры C в горизонтальной плоскости

C_X = D_X + F_t3+F_t2 = 2338+3871+1458 = 7667 H

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости

M_X1 =3871·84 = 325,2 Н·м

M_X2 =2338·53 =123,9 Н·м

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

m_С = 84F_r3 – 53F_r2 –106D_Y – F_a3d₃/2 + F_a2d₂/2 = 0

Отсюда находим реакцию опоры D в вертикальной плоскости

D_Y = (84·1367 – 53·538 – 271·81,42/2 + 249·241,45/2)/106 = 994 H

Реакция опоры C в вертикальной плоскости

C_Y = 1367 + 538 + 994 = 2899 H

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости

M_Y1 = 1367·84 =114,8 Н·м

M_Y2 = 1367·137 – 2899·53 – 271·81,42/2 = 22,6 Н·м