11. Расчет валов зубчато-червячного редуктора

Для привода (рис. 26), состоящего из электродвигателя 1, упругой муфты 2 и зубчато-червячного редуктора 3, рассчитать диаметры валов.

Рис. 26. Кинематическая схема привода

В зависимости от направления вращения валов и угла наклона зубьев цилиндрической и червячной передачи строят схему сил, действующих на валы (рис. 27, 28).

Рис. 27. Схема сил зубчато-червячного редуктора в пространстве

Рис. 28. Схема сил в зацеплениях: а) на главном виде; б) на виде слева

11.1. Расчет быстроходного вала зубчато-червячного редуктора

Рис. 29. Эпюры изгибающих и крутящего моментов

Дано: силы, действующие на вал ,,,делительный диаметр цилиндрической шестерни(рис. 29). 1. Определить реакцию в опоре Б из суммы моментов относительно опоры А в вертикальной плоскости Y: ; ; ; 2. Определить реакцию в опоре А из суммы моментов относительно опоры Б в вертикальной плоскости Y ; ; .

3. Построить эпюру изгибающего момента в плоскости Y ,от радиальной и осевой силы.

4. Определить реакции в опорах А и Б из суммы моментов относительно опоры А в горизонтальной плоскости Х:

;

;

Реакции сил в опорах А и Б

;

.

5. Построить эпюру изгибающего момента в плоскости Х.

6. Определить эквивалентный момент в сечении В под шестерней.

.

7. Определить диаметр вала под шестерней:

.

Диаметр вала должен быть меньше диаметра впадин шестерни  не менее чем на 7 мм, если диаметр вала будет меньшеболее чем на 7 мм, шестерню выполняют насадной.

7. Конструирование вала шестерни (рис. 30).

При конструировании валов, особенно быстроходного вала редуктора необходимо размер выходного конца вала d согласовать с размером вала двигателя, если передача крутящего момента от двигателя осуществляется через муфту. Если по результатам расчетов получается вал редуктора значительно меньше, то следует размеры вала выбирать конструктивно и обязательно согласовать все размеры с диаметром впадин d.

Рис. 30. Вал-шестерня

11.2. Расчет промежуточного вала

Рис. 31. Эпюры моментов промежуточного вала зубчато-червячного редуктора

Дано: силы, действующие на вал ,,,,,средний делительный диаметр колеса, и червяка(рис. 31). Размеры l, k, а определяют по эскизной компоновке редуктора. 1. Определить реакции в опорах С и Д в вертикальной плоскости Y из суммы моментов относительно опоры С: ; ; ; ; ; ; . 2. Построить эпюру моментов в горизонтальной плоскости Y. 3. Определить реакции в опорах С и Д в горизонтальной плоскости X из суммы моментов относительно опоры С: ; ; ; .

4. Построить эпюру моментов в горизонтальной плоскости X.

5. Построить эпюру вращающего момента Т₂.

6. Определить изгибающий момент в опоре Д и сечении Е:

; .

7. Определить эквивалентный момент в опоре Д и сечении Е под червяком:

;

.

8. Определить диаметр вала в опоре Д и под червяком в сечении Е:

; .

9. Конструирование промежуточного вала зубчато-червячного редуктора (рис. 32).

Рис. 32. Промежуточный вал зубчато-червячного редуктора