2.5. Определение нагрузок валов редуктора

Редукторные валы испытывают два вида деформации - изгиб и кручение. Деформация кручения на валах возникает под воздействием вращающих моментов, приложенных со стороны двигателя и рабочей машины. Деформация изгиба валов вызывается силами в зубчатом (червячном) зацеплении и консольными силами со стороны открытых передач и муфт.

Определение сил в зацеплении закрытых передач

В проектируемых приводах конструируются цилиндрические косозубые редукторы с углом наклона зуба в = 8... 16 °, конические редукторы с круговым зубом в = 35°, червячные редукторы с углом профиля в осевом сечении червяка 2а = 40 °, угол зацепления принят а = 20⁰.

На рис. 12; 13; 14 даны схемы сил в зацеплении цилиндрической, конической и червячной передач при различных направлениях наклона зубьев (витка червяка) и вращения двигателя. За точку приложения сил принимают точку зацепления в средней плоскости колеса (червяка).

Значения сил определяются по табл.

Определение консольных сил

В проектируемых приводах конструируются открытые зубчатые цилиндрические и конические передачи с прямыми зубьями, а также ременные и цепные передачи, определяющие консольную нагрузку на выходные концы валов. Кроме того, консольная нагрузка вызывается муфтами, соединяющими двигатель с редуктором или редуктор с рабочей машиной.

Схема сил в зацеплении открытых зубчатых прямозубых передач такая же, как и для закрытых (исключая силу F_a в цилиндрическом прямозубом зацеплении); угол зацепления а=20°.

На рис. 15 даны схемы консольных сил открытой цилиндрической, конической передач, а также ременной и цепной передач.

Значения сил определяются по табл..

Силовая схема нагружения валов редуктора

Силовая схема нагружения валов имеет целью определить направление сил в зацеплении редукторной пары, консольных сил в зацеплении открытой передачи и муфт, реакций в подшипниках, а также направление вращающих моментов и угловых скоростей валов.

Рекомендуемый порядок выполнения силовой схемы:

A. Наметить расположение элементов силовой схемы в соответствии с кинематической схемой привода.

B. Вычертить в произвольных размерах валы, подшипники, редукторную пару, открытую передачу и муфту.

C. Выбрать направление винтовой линии колес (червяка).

D. Определить направление вращения быстроходного и тихоходного валов редуктора (w₁ и w₂) по направлению вращения двигателя.

Направление вращения двигателя выбрать в соответствии с направлением вращения приводного вала рабочей машины.

E. Определить направление сил в зацеплении редукторной пары в соответствии с выбранным направлением винтовой линии и вращения валов: на шестерне (червяке) - F_t1, F_r1, F_a1 и на колесе - F_t2, F_r2, F_a2. Силы F_t1 и F_t2 направлены так, чтобы моменты T₁ и Т₂ , приложенные к валам редуктора со стороны двигателя и рабочей машины: F_t1 направлена противоположно вращению шестерни, F_t2 - по направлению вращения колеса.

F. Определить направление консольных сил на выходных концах валов.

Направление сил в открытых зубчатых передачах определить так же, как в редукторных парах.

Консольная сила от ременной (цепной) передачи перпендикулярна оси вала и в соответствии с расположением передачи в кинематической схеме привода может быть направлена вертикально, горизонтально или под углом к горизонту.

Консольная сила от муфты F_m перпендикулярна оси вала, но ее направление в отношении окружной силы F_t может быть любым.

G. Определить направление радиальных реакций в подшипниках.

Радиальные реакции в подшипниках быстроходного и тихоходного валов направить противоположно направлению окружных (F_a и F_t2) и радиальных (F_r1 и F_r2) сил в зацеплении редукторной передачи. Точка приложения сил - середина подшипника. При этом считать, что реакции от действия консольных нагрузок геометрически сложены с реакциями от сил в зацеплении. Реакции обозначить буквами R с индексом, указывающим данный подшипник и соответствующее направление координатной оси (R_Аx; R_Су, и т.п.).

Н. Определить направление суммарных реакций в подшипниках геометрическим сложением радиальных реакций в вертикальной и горизонтальной плоскостях методом параллелограмма. Индекс обозначения суммарной реакции указывает данный подшипник (R_a; R_b и т.п.)

I. Составить таблицу «силы в зацеплении передач привода».

Силы в зацеплении передач привода, Н.

Таблица 2.39

Параметр		Редуктор		Открытая передача
		Шестерня (червяк)	Колесо	Шестерня	Колесо
Ft
Fr
Fa
FM	Fоn
Т, Нм
w, с-1