3. Разработка эскизного проекта.

1. Определение консольных сил:

а) Окружная сила

- На колесе:

- На шестерне:

б) Радиальная сила

- На шестерне:

- На колесе:

в) Осевая сила

- На шестерне:

- На колесе:

г) Консольная сила муфты

3.3.2. Проектный расчёт валов:

1. Выбор материала валов:

Выбираем для шестерни и колеса материал: Сталь 45.

Для шестерни: HB=235...262;

σ_В = 780 Н/мм²; σ_Т = 540 Н/мм² σ_-1 = 335 Н/мм²

Термообработка улучшение; HB_ср1=248.5

Для колеса: HB=179…207;

σ_В = 600 Н/мм²; σ_Т = 320 Н/мм² σ_-1 = 260 Н/мм²

Термообработка нормализация; HB_ср2 = 193

2. Определение геометрических параметров ступеней валов:

Первая ступень

Для шестерни: [τ]_к=10 Н/мм²

Для колеса: [τ]_к=20 Н/мм²

Стандартный размер d_1быстр = 45 мм

Стандартный размер d_1тих = 55 мм

l_1бытр=1.5*d_1быстр = 67.5 мм

Стандартный размер l_1быстр = 71 мм

l_1тих=1*d_1тих=56 мм

Стандартный размер l_1тих=56 мм

Вторая ступень

d_2быстр=d_1быстр+2t = 50.6 мм

Стандартный размер d_2быстр = 50 мм

d_2тих=d_1тих+2t = 62 мм

Стандартный размер d_2тих = 60 мм

l_2быстр=0.6*d_4быстр = 33 мм

Стандартный размер l_2быстр = 32 мм

l_2тих=1.25*d_2тих = 75 мм

Стандартный размер l_2тих = 80 мм

Третья ступень

d_3быстр = d_4быстр+3.2r = 64.6 мм

Стандартный размер d_3быстр = 65 мм

d_3тих=d_2тих+3.2r = 69.6 мм

Стандартный размер d_3тих = 71 мм

l_3быстр - определяется графически

l_3тих - определяется графически

Четвёртая ступень

d_4быстр=d_5быстр+2=50 мм

Стандартный размер d_4быстр=50 мм

d_4тих = d_2тих= 62 мм

Стандартный размер d_4тих= 60 мм

l_4быстр - определяется графически

l_4тих = Т+с = 60

Стандартный размер l_4тих=41 мм

Пятая ступень

d_5быстр = 65

Стандартный размер d_5быстр = 65 мм

d_5тих = d_3тих+2f = 77 мм

Стандартный размер d_5тих = 80 мм

l_5быстр = 15 мм

l_5тих - определяется графически

2. Предварительный подбор подшипников.

- Для быстроходного вала выбираем роликовые конические однорядные подшипники серии 7511 схема расположения врастяжку. (d = 55 мм; D = 100 мм; T = 27 мм; C_r = 80 кН; C_0r = 61 кН)

- Для тихоходного вала колеса выбираем роликовые конические однорядные подшипники серии 7512 схема расположения враспор. (d = 60 мм; D = 110 мм; Т = 30 мм; C_r = 94 кН; C_0r = 75 кН)

3. Определение реакций в опорах подшипников:

Быстроходный вал:

1. Вертикальная плоскость

а) Определяем опорные реакции:

;

б) Проверка:

в) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X в характерных сечениях:

M₁ = F_a1*d₁/2 = 17.4;

M₂ = F_a1*d₁/2 – F_r1*l₁ = -39.2

M₃ = -F_оп·l_оп = -2262*0.047 = -142.39

M₄ = 0

2. Горизонтальная плоскость

а) Определяем опорные реакции:

;

;

б) Проверка:

в) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y:

M₁ = 0

M₂ = F_t1*l₁ = 162.8

M₃=0

M₄=0

3. Строим эпюру крутящих моментов:

4. Суммарные радиальные реакции:

5. Суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях:

1. Расчётная схема тихоходного вала.

1. Вертикальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции:

;

;

б) Проверка:

в) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X:

M₁ = 0;

M₂ = -R_cy* = -77.5

M₂ = R_Dy* = 158.32

M₃=0

2. Горизонтальная плоскость:

а) Определяем опорные реакции:

;

;

б) проверка

в) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X

M₁ = 0;

M₂ = -R_cx* = -625.85

M₃ = -F_М*l_М = -393.37

M₄ = 0;

3. Строим эпюру крутящих моментов:

4. Суммарные радиальные реакции:

5. Суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях