6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

окружная

F_t =1507 Н

радиальная

F_r = 561 H

осевая

F_a = 336 H

Консольная сила от муфты действующая на быстроходный вал

F_м = 100·Т₁^1/2 = 100·32,6^1/2 = 571 Н

Консольная силы действующие на тихоходный вал

F_в = 2097 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 = (32,6·10³/π10)^1/3 = 25 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 = 30 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)30 = 3045 мм,

принимаем l₁ = 40 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  1,5d₂ =1,535 = 52 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 35 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (157,5·10³/π20)^1/3 = 34 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 35 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 35+22,5 = 40,0 мм,

где t = 2,5 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 40 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2540 = 50 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 40 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 40+3,22,5 = 48,0 мм,

принимаем d₃ = 48 мм.

Выбор подшипников

Предварительно назначаем радиальные шарикоподшипники легкой серии №207 для быстроходного вала и средней серии №308 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника	d мм	D мм	B мм	С кН	С0 кН
№207	35	72	17	25,5	13,7
№308	40	90	23	41,0	22,4

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 = 43F_t – 86B_X + 102F_м = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X = (43∙1507 + 102∙571)/86 =1431 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_М – F_t =1431 + 571 –1507 = 495 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 =1431·43 = 61,5 Н·м

M_X2 = 571·102 = 58,2 Н·м

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

m_A = 43F_r – 86B_Y – F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (561·43 –336·40,98/2)/86 = 200 H

A_Y = F_r – B_Y = 561 – 200 = 361 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 361·43 = 15,5 Н·м

M_Y = 200·43 = 8,6 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (495² + 361²)^0,5 = 613 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (1431² + 200²)^0,5 =1445 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 = 46F_t + 92D_X – 172F_в = 0

Отсюда находим реакцию опоры D в плоскости XOZ

D_X = (1507·46 + 2097·172)/92 = 4674 H

Реакция опоры C в плоскости XOZ

C_X = D_X + F_t – F_в = 4674 +1507 – 2097 =4084 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 =4084·46 =187,9 Н·м

M_X2 =2097·80 =167,8 Н·м

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

m_С = 46F_r1+F_a2d₂/2 – 92D_Y = 0

Отсюда находим реакцию опоры D в плоскости XOZ

D_Y = (561·46 +336·209,02/2)/92 = 662 H

Реакция опоры C в плоскости XOZ

C_Y = D_Y – F_r = 662 – 561 =101 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 =101·46 = 4,7 Н·м

M_X2 = 662·46 = 30,5 Н·м

Суммарные реакции опор:

C = (4084² +101²)^0,5 = 4085 H

D = (4674² + 662²)^0,5 = 4721 H