9.2.2 Расчет промежуточного вала редуктора
Дано:
силы, действующие на вал
,
,
,
,
,
средний делительный диаметр конического
колеса
,
и цилиндрической шестерни
(рис.
24).
|
Рис. 24. Эпюры моментов промежуточного вала |
1. Определить реакции в опорах С и Д в вертикальной плоскости Y из суммы моментов относительно опоры С:
2.Построить
эпюру изгибающего момента относительно
осиY
от сил
3. Определить реакции в опорах С и Д в горизонтальной плоскостиXиз суммы моментов относительно опоры С:
|
;
;
;
;
.
.
,
,
,
.
;
;
;
;
.
4.
Построить эпюру изгибающего момента
по осиХот
сил
,
.
5.
Построить эпюру крутящего момента
.
6. Определить суммарный изгибающий момент в сечениях под коническим колесом Е и шестерней Ж:
;
.
7. Определить эквивалентный момент в сечениях под коническим колесом Е и шестерней Ж:
;
.
8. Определить диаметры вала в сечениях: для посадки конического колеса Е и шестерни Ж:
;
,
мм.,
где
принимать тоже значение, что и для
быстроходного вала.
После
определения диаметра вала в сечении Ж
произвести сравнение расчетного диаметра
с диаметром впадин шестерни
для того, чтобы определиться выполнять
шестерню насадной или за одно целое с
валом. Если разница
,
мм, шестерню следует готовить за одно
целое с валом.
Действительное значение эквивалентного напряжения в наиболее нагруженном сечении:
,
где
=0,1
– осевой момент инерции;
– предел
текучести материала вала для стали 45,
40X
=360
МПа, K
=5...7 – коэффициент запаса прочности.
По действительному значению эквивалентного момента, определяют эквивалентное напряжение в наиболее нагруженном сечении.
,МПа,
где
= 0,1
– осевой момент инерции в сечении вала
шестерни, если определяется осевой
момент инерции посадочной поверхности
вала под зубчатое колесо, то
=
0,1
,
где d–
диаметр посадочной поверхности;
9. Конструирование промежуточного вала (рис. 25).
Рис. 25. Промежуточный вал-шестерня
=
– допускаемое напряжение на изгиб, К=
5...7 – коэффициент запаса прочности,
– предел текучести материала вала.
9. 3. Расчет валов зубчато-червячного редуктора
Для привода (рис. 26), состоящего из электродвигателя 1, упругой муфты 2 и зубчато-червячного редуктора 3, рассчитать диаметры валов.
В зависимости от направления вращения валов и угла наклона зубьев цилиндрической и червячной передачи строят схему сил, действующих на валы (рис. 27, 28).
Рис. 26. Кинематическая схема привода
Рис. 27. Схема сил зубчато-червячного редуктора в пространстве
Рис. 28. Схема сил в зацеплениях: а) на главном виде; б) на виде слева
9.3.1. Расчет быстроходного вала зубчато-червячного редуктора
Дано:
силы, действующие на вал
,
,
,
делительный диаметр цилиндрической
шестерни
(рис. 29).
|
Рис. 29. Эпюрыизгибающих и крутящего моментов
|
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
меньше
более чем на 7 мм, шестерню выполняют
насадной.
8. Конструирование вала шестерни (рис. 30).
При
конструировании валов, особенно
быстроходного вала редуктора необходимо
размер выходного конца валаd
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 впадинd
.
Рис. 30. Вал-шестерня