VI этап. 1. Ориентировочный расчёт и конструирование быстроходного вала конического редуктора.
Вращающий момент на валу :
Т1 = 53.07 Н*м.
Материал вала – Сталь 45.
[τ]k = 30…40 МПа – допускаемое напряжение при расчете вала на кручение (величина напряжения, принимается заниженной, т.т. вал работает еще на изгиб.)
Условие прочности при кручении.
k
;
k
, отсюда
d
≥
1.1. Определяем d вала на входе:
d1вх.
≥
= 20.6 ; по ряду нормальных линейных
размеров.
d1вх. = 21мм.
1.2. Определяем d вала под крышку с уплотнением.
ГОСТ 8752-79 , с.310. т.18.26.
d1упл. = 22мм.
1.3. Определяем d резьбы под регулировочную гайку М24х1,5 ; Н =10 мм.
С.295, т.18.12.
1.4. определяем d вала под подшипник.
d1подш. = 30мм.
1.5. Определяем d буртика подшипника.
d1б.п. = d1п.+ 3,2*r
r – стр.37,т.3.1. ;для d1п. = 30 r= 2мм.
d1б.п. = 30+3,2*2= 36.4мм.
d1б.п. = 36 мм.
1.6.Продольные размеры вала.
Длина участка на входе:
ℓ 1вх. = 1.35 d1вх. = 1.35*21 = 28,4мм.
ℓ 1вх. = 28мм.
Длина участка под крышку с уплотнением.
ℓ 1упл. = 0.6 d1п. = 0.6*30 = 18мм.
Длина участка под регулировочную гайку.
ℓ 1гайк. = 0.4 d1п. = 0.4*30 = 12 мм.
Для определения длины участка вала под подшипники необходимо ориентировочно принять подшипник. Для конического редуктора – это конический роликовый подшипник 7206. (с.318, т.18.33.)
Габаритные размеры Т =17.5мм. D=62 мм.
Расстояние между подшипниками конструктивно принимаем 15…20 мм. , тогда:
ℓ 1подш. = 2Т+15мм. = 2*17.5+15 = 50мм.
ƒ
= 0.5(Т+
)
= 0.5(17.5+
)
= 14.25мм.
для 7206 : е = 0.36- фактор осевого нагружения.
Расстояние n между точками приложения радиальных нагрузок.
n = 2ƒ+15 = 2*14.25+15 = 43.5мм.
Округляя, принимаем n = 40мм.
2. Проверочный расчёт ведущего вала конического редуктора на статическую прочность.
Исходные данные взяты из расчёта конической передачи на контактную прочность и из пункта 1.
Окружная сила Ft = 2905 H
Осевая сила Fa1 = 470.61 H
Радиальная сила Fr1 = 941.23 H
Вращающий момент T1 = 53.07 H*м
Допускаемое напряжение [G]мах = 40…60 МПа, для Стали 45.
Средний делительный диаметр шестерни d1 = 70.15мм.
Усилие,
передаваемое соединительной муфтой
FM=23
2.3. Определить опорные реакции в плоскостях и построить эпюру изгибающих моментов.
MFa
= Fa1
*
=
470 *
= 16.45 H*м.
∑MC = 0
RBY*0.05 – Fr1 * 0.08 + MFa1 = 0
=>
RBY
=
∑MB = 0
RCY*0.05 – Fr1 * 0.03 + MFa1 = 0
=>
RBY
=
Пр-ка:
∑прy = 0
235.6 941
=0!
1176.6
0=0
MИЗГ1
= RCY
* Z1
0.05=235.6*0.05 = 11.78
∑MB =0
-Ft*0.03 – FM * 0.11+RCZ * 0.05 = 0
RCZ
=
= 2457.56 H.
∑MC = 0
-FM*0.06 – Ft* 0.08+RBZ * 0.05 = 0
RBZ
=
= 5037.76 H.
Пр-ка:
∑ПРz =0.
2457.56 2905
=0!
324.8 5037.76
2.4. Построить эпюру крутящего момента Т1 = 53.07 (Н*м)
2.5. Проверить прочность вала.
Опасным сечением вала является В, т.к. здесь возникает наибольшие изгибающие моменты.
δэкв.
=
; Мэкв
=
δэкв.
=
= 38 МПа.
δэкв. = 38 МПа. < [δ] = 50 МПа.
Условие статической прочности выполняется.