9.Расчет валов по эквивалентному моменту

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

9.1. Определение сил в зацеплении закрытых передач

В проектируемом приводе конструируется цилиндрическая косозубая передача с углом зацепления .

За точку приложения сил принимают точку зацепления в средней плоскости колеса.

Значения сил определяем по[5, с.97, табл. 6.1] :

Окружная сила:

1621 Н;

Радиальная сила:

=600 Н;

Осевая сила:

Н.

9.1.2 Определение консольных сил

В проектируемом приводе конструируется закрытая передача, которая определяет консольную нагрузку на выходной конец вала колеса. Консольная сила от цепной передачи перпендикулярна оси вала и лежит в горизонтальной плоскости вместе с окружной силой. Значение рассчитано ранее[п.4.2, с.22].

=1496,325 H.

Кроме того, консольная нагрузка вызывается муфтой, соединяющей редуктор с двигателем. Консольная сила от муфты перпендикулярна оси вала и лежит в горизонтальной плоскости вместе с окружной силой. Значение рассчитано ранее [п.6, с.30].

=121.491 H.

9.2 Расчетная схема валов редуктора

9.2.1 Радиальные реакции в опорах подшипников быстроходного и тихоходного валов[2, с.64]:

Тихоходный вал

1.Вертикальная плоскость:

Момент, создаваемый силой :

а) Опорные реакции:

∑M_A=0:

∑M_B=0:

Проверка:

б) Эпюра изгибающих моментов:

2. Горизонтальная плоскость:

а) Опорные реакции:

∑M_A=0:

∑M_B=0:

Проверка:

б) Эпюра изгибающих моментов:

в) Суммарная эпюра изгибающих моментов:

Полные поперечные реакции подшипников:

Значение эквивалентных изгибающих моментов в характерных точках и расчетные диаметры валов:

где - допускаемое напряжение при изгибе[6, с.64];

Сверяя полученные данные с предварительно выбранными диаметрами, получаем удовлетворительный результат проверки.

Быстроходный вал

Вертикальная плоскость:

Момент, создаваемый силой :

а) Опорные реакции:

∑M_A=0:

∑M_B=0:

Проверка:

б) Эпюра изгибающих моментов:

2. Горизонтальная плоскость:

а) Опорные реакции:

∑M_Ax=0,

∑M_B=0:

Проверка:

б) Эпюра изгибающих моментов:

в) Эпюра суммарных изгибающих моментов:

Полные поперечные реакции подшипников:

Значение эквивалентных изгибающих моментов в характерных точках и расчетные диаметры валов:

,

где - допускаемое напряжение при изгибе[6, с.64];

Сверяя полученные данные с предварительно выбранными диаметрами, получаем удовлетворительный результат проверки.

10.Подбор подшипников по динамической грузоподъемности.

Проверочный расчет предварительно выбранных подшипников выполняется отдельно для быстроходного и тихоходного вала. Пригодность подшипников определяется сопоставлением базовой долговечности , ч, с требуемой, ч., по условиям:

,

Требуемая долговечность подшипника предусмотрена ГОСТ 16162– 85 и составляет для зубчатых колес≥ 15000 ч. Базовая долговечность определяется[3, с.108] :

;

где - базовая динамическая грузоподъемность, радиальная;

–эквивалентная динамическая нагрузка, радиальная ;

k – показатель степени, для шариковых подшипников k =3;

n – частота вращения кольца;

- коэффициент долговечности в функции необходимой надёжности [3, с.108, табл.7.5], ;

- коэффициент, характеризующий совместное влияние на долговечность особых свойств металла деталей подшипника и условий его эксплуатации[3, с.108], .