6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении червячной передачи

Окружная на колесе и осевая на червяке:

F_t2 = F_a1 = 1316 H.

Радиальная на червяке и колесе:

F_r1 = F_r2 = 480 H.

Окружная на червяке и осевая на колесе:

F_t1 = F_a2 = 330 H.

Консольная сила от ременной передачи действующая на быстроходный вал

F_оп = 112 Н

Горизонтальная и вертикальная составляющие консольной силы от ременной передачи, действующие на вал

F_вг = F_вcosθ = 112cos60° = 56 H

F_вв = F_вcosθ = 112sin60° = 97 H

Консольная сила от муфты действующая на тихоходный вал

F_м = 250·Т₃^1/2 = 250·105,3^1/2 = 2565 Н

Рис. 1 – Схема нагружения валов червячного редуктора

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÷20 МПа

Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d₁ = (6,6·10³/π10)^1/3 = 15 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 15 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)15 = 1523 мм,

принимаем l₁ = 25 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 15+22,0 = 19,0 мм,

где t = 2,0 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 20 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,520 = 30 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 20 мм.

Вал выполнен заодно с червяком

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (105,3·10³/π20)^1/3 = 29 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 30 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  1,25d₂ =1,2535 = 44 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 35 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 35+3,22,5 = 43,0 мм,

принимаем d₃ = 45 мм.

Выбор подшипников.

Предварительно назначаем для быстроходного вала радиально-упорные роликоподшипники средней серии №7304, а для тихоходного вала роликоподшипники легкой серии №7207

Таблица 7.1

Размеры и характеристика выбранного подшипника

№	d, мм	D, мм	B, мм	C, кН	C0, кН	е	Y
7304	20	52	16	26,0	17,0	0,30	2,03
7207	35	72	17	38,5	26,0	0,37	1,62

8 Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1 – Расчетная схема быстроходного вала

Горизонтальная плоскость:

m_A = 80F_t1 – 160B_x + 70F_оп.г = 0;

В_х = (33080+5670)/160 = 190 Н;

А_х = F_t1 – F_оп.г – В_х = 330 – 56 – 190 = 84 Н;

М_х1 = 19080 = 15,2 Нм;

М_х2 = 5670 = 3,9 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = 80F_r1 – 160B_y – F_a1d₁/2 + 70F_оп.в = 0

В_y = (48080+97·70 – 131640/2)/160 = 118 Н

А_y = F_r1 – F_оп.в – В_y = 480 – 97 – 118 = 265 Н;

М_y1 = 11880 = 9,4 Нм

М_y2 = 9770 = 6,8 Нм

М_y3 = 97150 + 265·80 = 35,8 Нм

Суммарные реакции опор:

А = (А_x² +A_y²)^0,5 = (84²+ 265²)^0,5 = 278 H,

B = (190²+ 118²)^0,5 = 224 H.

Расчетная схема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 – Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

m_A = F_м70 – 100D_x +50F_t2 = 0;

D_х = (256570 + 131650)/100 = 2454 Н;

C_х = F_м +D_x – F_t2 = 2565+2454 – 1316 = 3703 Н;

Изгибающие моменты:

М_х1 = 256570 = 179,5 Нм;

М_х2 = 245450 = 122,7 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = 50F_r2 – D_y100 + F_a2d₂/2 = 0

D_y= (48050+ 330160/2)/100 = 504 Н

C_y= D_y – F_r2 = 504 – 480 = 24 Н

Изгибающие моменты:

М_y1 = 2450 = 1,2 Нм

М_y2 = 50450 = 25,2 Нм

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (3703²+ 24²)^0,5 = 3704 H,

D = (2454²+ 504²)^0,5 = 2505 H,