6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении червячной передачи

Окружная на колесе и осевая на червяке:

F_t2 = F_a1 = 3225 H.

Радиальная на червяке и колесе:

F_r1 = F_r2 =1174 H.

Окружная на червяке и осевая на колесе:

F_t1 = F_a2 =1012 H.

Консольная сила от муфты действующая на быстроходный вал

F_м = 100·Т₁^1/2 = 100·25,5^1/2 = 505 Н

Консольная силы действующие на тихоходный вал

F_в = 3865 H.

Горизонтальная и вертикальная составляющие консольной силы от цепной передачи, действующие на вал

F_вв= F_в sinθ = 3865sin45° = 2733 H

F_вг = F_вcosθ = 3865cos45° = 2733 H

Рис. 1 – Схема нагружения валов червячного редуктора

6. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка 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 = (25,5·10³/π10)^1/3 = 23 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 = 28 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)28 = 2842 мм,

принимаем l₁ = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 28+22,2 = 32,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 35 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,535 = 52 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 35 мм.

Вал выполнен заодно с червяком.

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (325,1·10³/π20)^1/3 = 43 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 45 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 45+22,8 = 50,6 мм,

где t = 2,8 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 50 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2550 = 62 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 50 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 50+3,23,0 = 59,6 мм,

принимаем d₃ = 60 мм.

Конструктивные размеры колеса

Диаметр ступицы:

d_ст = 1,6d₃ = 1,6·60 = 96 мм.

Длина ступицы:

l_ст = (1÷1,5)d₃ = (1÷1,5)60 = 60÷90 мм,

принимаем l_ст = 90 мм

Толщина обода:

S = 0,05d₂ = 0,05·200 =10 мм

Толщина диска:

С = 0,25b = 0,25·44 =11 мм

Выбор подшипников.

Предварительно назначаем для быстроходного вала радиально-упорные роликоподшипники средней серии №27307, а для тихоходного вала роликоподшипники легкой серии №7210

Таблица 1.

Размеры и характеристика выбранного подшипника

№	d, мм	D, мм	B, мм	C, кН	C0, кН	е	Y
27307	35	80	23	39,4	29,5	0,786	0,763
7210	50	90	21	52,9	40,6	0,37	1,60

Эскизная компоновка устанавливает положение колес редукторной пары, элемента открытой передачи и муфты относительно опор (подшипников); определяет расстояния l_б и l_т между точками приложения реакций подшипников быстроходного и тихоходного валов, а также точки приложения силы давления элемента открытой передачи и муфты на расстоянии l_оп и l_м от реакции смежного подшипника.

Выбираем способ смазывания: червячное зацепление смазывается за счет разбрызгивания масла двумя брызговиками, установленными на червячном валу. Подшипники червячного вала смазываются за счет масла из картера доходящего до центра ролика, а к подшипникам тихоходного вала масло попадает с торца червячного колеса с помощью специальных скребков.

Проводим две горизонтальных осевых линии на расстоянии а_w = 125 мм; затем проводим две вертикальных линии для главного вида редуктора и вида с боку.

Вычерчиваем червяк и червячное колесо.

Вычерчиваем внутреннюю стенку корпуса:

- принимаем зазор между торцом ступицы и внутренней стенкой кор­пуса 10 мм;

- принимаем зазор между окружностью вершин зубьев колеса и внутренней стенкой корпуса 12 мм;

При установке радиально-упорных подшипников необходимо учитывать, что радиальные реакции считают приложенными к валу в точках пересечения нормалей, проведенных к серединам контактных площадок.

Для конических роликоподшипников поправка а:

а₁ = В/2 + (d+D)e/6 = 23/2+(35+80)∙0,786/6 = 27 мм.

а₂ = В/2 + (d+D)e/6 = 21/2+(50+90)∙0,37/6 = 19 мм.

В результате этих построений получаем следующие размеры:

быстроходный вал: l_м = 80 мм; l_б = 100 мм.

тихоходный вал: l_т = 68 мм; l_оп = 66 мм.