8 Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Силы действующие на червячный вал

F_a1 = 2731 H; F_r1 = 994 H; F_t1 = 556 H.

F_м = 373 Н

Рис. 8.1 – Расчетная схема быстроходного вала

Горизонтальная плоскость:

m_A = 100F_t1 + 200B_x – 280F_м = 0;

В_х = (373280 – 100∙556)/200 = 244 Н;

Σm_B = 100F_t1 + 80F_м – 200A_x = 0

А_х = (100∙556+373∙80)/200 = 427 Н;

Проверка ΣХ = 0; A_x – F_t1 – B_x + F_м = 427 – 556 – 244 + 373 = 0

Изгибающие моменты

М_х1 = 427100 = 42,7 Нм;

М_х2 = 37380 = 29,8 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_A = 100F_r1 – 200B_y – F_a1d₁/2 = 0

В_y = (994100– 273150,0/2)/200 = 156 Н

Σm_B = 100F_r + F_a1d₁/2 – 200A_Y = 0

А_Y = (100∙994+2731∙50,0/2)/200 = 838 Н;

Проверка ΣY = 0; A_Y – F_r + B_Y = 838 – 994 + 156 = 0

Изгибающие моменты

М_y1 = 838100 = 83,8 Нм

М_y2 = 156100 = 15,6 Нм

Суммарные реакции опор:

А = (А_x² +A_y²)^0,5 = (427²+ 838²)^0,5 = 941 H,

B = (244²+ 156²)^0,5 = 290 H.

Расчетная схема нагружения тихоходного вала

Силы действующие на тихоходный вал:

F_t2 = 2731 H; F_r2 = 994 H; F_a2 = 556 H.

F_оп.В= 1439 H; F_оп.Г = 2492 H

Рис. 8.2 – Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

m_С = 66F_оп.г – 136D_x + 68F_t2 = 0;

D_х = (66∙2492 + 68∙2731)/136 = 2575 Н;

Σm_D = 202F_оп.г – 136С_x – 68F_t = 0

С_x = (202∙2492 – 68∙2731)/136 =2336 H

Проверка ΣХ = 0; F_оп.г – С_х – F_t + D_x = 2492 –2336 – 2731 + 2575 = 0

Изгибающие моменты:

М_х1 = 249266 = 164,5 Нм;

М_х2 = 257568 = 175,1 Нм.

Вертикальная плоскость:

m_C = 66F_оп.в + 68F_r2 – D_y136 – F_a2d₂/2 = 0

D_y= (66∙1439+68∙994 –556200/2)/136 = 787 Н

m_D = 202F_оп.в – 68F_r2 – C_y136 – F_a2d₂/2 = 0

C_Y = (202∙1439 – 68∙994 – 556∙200/2)/136 = 1232 H

Проверка ΣY = 0; F_оп.в – С_y – F_r2 + D_x = 1439 – 1232 – 994 + 787 = 0

Изгибающие моменты:

М_y1 = 143966 = 95,0 Нм

М_y2 = 1439∙134 – 1232∙68 = 109,1 Нм

М_y3 = 787∙68 = 53,5 Нм

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (2336²+ 1232²)^0,5 = 2641 H,

D = (2575²+ 787²)^0,5 = 2693 H,

9 Проверочный расчет подшипников

9.1 Быстроходный вал

Эквивалентная нагрузка

P = (XVF_r + YF_a)K_бК_Т

где Х – коэффициент радиальной нагрузки;

Y – коэффициент осевой нагрузки;

V = 1 – вращается внутреннее кольцо;

K_б = 1,5 – коэффициент безопасности

К_Т = 1 – температурный коэффициент.

Осевые составляющие реакций опор:

S_A = 0,83eA = 0,83∙0,786∙941 = 614 H,

S_B = 0,83eB = 0,83∙0,786290 = 189 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aA = S_А = 614 H,

F_aВ = S_А+F_a = 614+2731 = 3345 H,

Проверяем подшипник А.

Отношение F_a/F_r = 614/941 = 0,65 < e, следовательно Х=1,0; Y=0.

Р = (1,01,0941 +0)1,51,0 = 1412 Н.

Проверяем подшипник В.

Отношение F_a/F_r = 3345/290 = 11,5 > e, следовательно Х=0,4; Y=0,763

Р = (0,41,0290+0,763∙3345)1,51,0 = 4002 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

= 4002(57397,914280/10⁶)^0,3 = 29,7 кH < C= 39,4 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипника.

= 10⁶(39,410³ /4002)^3,333/60935 = 36453 часов, > [L]

больше ресурса работы привода, равного 14280 часов.