6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

окружная

F_t = 886 Н

радиальная

F_r = 326 H

осевая

F_a = 126 H

Консольная сила от муфты действующая на быстроходный вал

F_м = 100·Т₁^1/2 = 100·15,3^1/2 = 391 Н

Консольная силы действующие на тихоходный вал

F_в = 1288 H.

Рис. 6.1 – Схема нагружения валов цилиндрического редуктора

6. Разработка чертежа общего вида редуктора.

Материал быстроходного вала – сталь 45,

термообработка – улучшение: σ_в = 780 МПа;

Допускаемое напряжение на кручение [τ]_к = 10÷20 МПа

Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d₁ = (15,3·10³/π10)^1/3 = 20 мм

Ведущий вал редуктора соединяется с помощью стандартной муфты с валом электродвигателя диаметром d_дв= 28 мм,

d₁ = (0,81,2)d_дв = (0,81,2)28 = 2234 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 25 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)25 = 2538 мм,

принимаем l₁ = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 25+22,2 = 29,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 30 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,530 = 45 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 30 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (73,8·10³/π15)^1/3 = 29 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 30 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 30+22,2 = 34,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 35 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2535 = 44 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 35 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 35+3,22,5 = 43,0 мм,

принимаем d₃ = 45 мм.

Выбор подшипников

Предварительно назначаем радиальные шарикоподшипники легкой серии №206 для быстроходного вала и №207 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника	d мм	D мм	B мм	С кН	С0 кН
№206	30	62	16	19,5	10,0
№207	35	72	17	25,5	13,7

6. Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1 Расчетная схема ведущего вала.

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 41F_t – 82B_X + F_м∙86 = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X = [886·41 + 391·86]/82 = 853 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_М – F_t = 853 + 391 – 886 = 358 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 853·41 = 35,0 Н·м

M_X2 = 391·86 = 33,6 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 41F_r – 82B_Y – F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (326·41 –126·33,33/2)/82 = 137 H

A_Y = F_r – B_Y = 326 – 137 = 189 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 189·41 = 7,7 Н·м

M_Y = 137·41 = 5,6 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (358² + 189²)^0,5 = 405 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (853² + 137²)^0,5 = 864 H

Схема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 Расчетная схема ведомого вала.

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С = 42F_t – 84D_X + 160F_в = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

D_X = (886·42 + 1288·160)/84 = 2896 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

C_X = D_X – F_t – F_в = 2896 – 886 – 1288 = 722 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 722·42 = 30,3 Н·м

M_X2 =1288·76 = 97,9 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С = 42F_r1+F_a2d₂/2 – 84D_Y = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

D_Y = [326·42 +126·166,67/2]/84 = 288 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

C_Y = F_r – D_Y = 326 – 288 = 38 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 38·42 = 1,6 Н·м

M_X2 = 288·42 = 12,1 Н·м

Суммарные реакции опор:

C = (722² + 38²)^0,5 = 723 H

D = (2896² + 288²)^0,5 = 2910 H