8 Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Силы действующие на червячный вал

F_a1 = 3889 H; F_r1 =1416 H; F_t1 = 984 H.

F_м = 496 Н

Рис. 8.1 – Расчетная схема быстроходного вала

Горизонтальная плоскость:

m_A = 100F_t1 + 200B_x – 280F_м = 0;

В_х = (496303 – 100∙984)/200 = 259 Н;

Σm_B = 100F_t1 +103F_м – 200A_x = 0

А_х = (100∙984+496∙103)/200 = 747 Н;

Проверка ΣХ = 0; A_x – F_t1 – B_x + F_м = 747 – 984 – 259 + 496 = 0

Изгибающие моменты

М_х1 = 747100 = 74,7 Нм;

М_х2 = 496103 = 51,1 Нм.

Вертикальная плоскость:

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

В_y = (1416100– 388950,0/2)/200 = 222 Н

Σm_B = 100F_r + F_a1d₁/2 – 200A_Y = 0

А_Y = (100∙1416+3889∙50,0/2)/200 =1194 Н;

Проверка ΣY = 0; A_Y – F_r + B_Y =1194 –1416 + 222 = 0

Изгибающие моменты

М_y1 =1194100 =119,4 Нм

М_y2 = 222100 = 22,2 Нм

Суммарные реакции опор:

А = (А_x² +A_y²)^0,5 = (747²+1194²)^0,5 =1408 H,

B = (259²+ 222²)^0,5 = 341 H.

Расчетная схема нагружения тихоходного вала

Силы действующие на тихоходный вал:

F_t2 = 3889 H; F_r2 =1416 H; F_a2 = 984 H.

F_оп.В= 3206 H; F_оп.Г = 1851 H

Рис. 8.2 – Расчетная схема тихоходного вала.

Горизонтальная плоскость:

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

D_х = (66∙1851 + 68∙3889)/136 = 2843 Н;

Σm_D = 202F_оп.г – 136С_x – 68F_t = 0

С_x = (202∙1851 – 68∙3889)/136 = 805 H

Проверка ΣХ = 0; F_оп.г – С_х – F_t + D_x = 1851 – 805 – 3889 + 2843 = 0

Изгибающие моменты:

М_х1 = 185166 = 122,2 Нм;

М_х2 = 284368 = 193,3 Нм.

Вертикальная плоскость:

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

D_y= (66∙3206+68∙1416–984200/2)/136 =1540 Н

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

C_Y = (202∙3206 – 68∙1416– 984∙200/2)/136 = 3330 H

Проверка ΣY = 0; F_оп.в – С_y – F_r2 + D_x = 3206 – 3330 –1416 +1540 = 0

Изгибающие моменты:

М_y1 = 320666 =211,6 Нм

М_y2 = 3206∙134 – 3330∙68 = 203,2 Нм

М_y3 =1540∙68 =104,7 Нм

Суммарные реакции опор:

C = (C_x² +C_y²)^0,5 = (805²+ 3330²)^0,5 = 3426 H,

D = (2843²+1540²)^0,5 = 3233 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1408= 919 H,

S_B = 0,83eB = 0,83∙0,786341 = 222 H.

Результирующие осевые нагрузки:

F_aA = S_А = 919 H,

F_aВ = S_А+F_a = 919+3889 = 4808 H,

Проверяем подшипник А.

Отношение F_a/F_r = 919/1408= 0,65 < e, следовательно Х=1,0; Y=0.

Р = (1,01,01408+0)1,51,0 = 2112 Н.

Проверяем подшипник В.

Отношение F_a/F_r = 4808/341 = 14,1 > e, следовательно Х=0,4; Y=0,763

Р = (0,41,0341+0,763∙4808)1,51,0 = 5707 Н.

Требуемая грузоподъемность подшипника

С_тр = Р(573L/10⁶)^0,3 =

= 5707(573100,08160/10⁶)^0,3 = 36,1 кH < C= 39,4 кН

Условие С_тр < C выполняется.

Расчетная долговечность подшипника.

= 10⁶(39,410³ /5707)^3,333/60955 = 10928 часов, > [L]

больше ресурса работы привода, равного 8160 часов.