5. Проектный расчет валов редуктора

5.1Выбор материала валов.

Для валов в проектируемом редукторе рекомендуют применять сталь 45.

5.2 Выбор допускаемых напряжений.

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения. Поэтому допускаемое напряжение: [τ]к = 10 … 20 Н/мм². При этом меньшее [τ]к = 10 Н/мм² - для быстроходного вала, а большее [τ]к = 20 Н/мм² - для тихоходного вала.

5.3 Определение сил в зацеплении закрытых передач:

Силы в зацеплении закрытой передачи

Вид передачи	Силы в зацеплении	Значение силы, Н
		На шестерни	На колесе
Цилиндрическая	Окружная, FT	1546,155	1546,155
Шевронная	Радиальная, FR	567,339	567,339

FT1 = FT2

FT2 = 2*Т III * 10 / d2 = 2*143198 / 185,231 = 1546,155 Н

FR1 = FR2

FR2 = FT2 = 1546,155*0,364 / 0,992 = 567,339 Н

Угол зацепления α принят за 20° (стр. 96 [1]).

5.4 Определяем консольные силы:

Консольные силы

Вид открытой передачи	Характер силы по направлению	Значение силы, Н
Клиноременная	Радиальная	874,051

Fоп = 2Fо * sin

где Fо – сила предварительного натяжения ремня; Fо = 110,357 Н (результат расчета ременной передачи).

α1 – угол обхвата ремнем ведущего шкива. α1 = 163,672 (результат расчета ременной передачи).

Fоп = 2*110,375*sin81 = 883*sin81 = 883*0,989 = 874,051 Н

5.5 Определяем размеры ступеней валов одноступенчатого редуктора:

5.5.1 1-я ступень валов

d1 =

где Мк = Т – крутящий момент равен вращающему моменту на валу, Нм.

[τ]k – допускаемое напряжение на кручение;

[τ]k = 10 Н/мм² - для быстроходного вала;

[τ]k = 20 Н/мм² - для тихоходного вала;

Быстроходный вал:

d1 = = 26,88 = 26 мм.

Тихоходный вал:

d1 = = 32,957 = 32 мм.

Быстроходный вал:

L1 = (1,0…1,5) d1 = 1,2*26,88 = 32,256 = 32 мм.

Тихоходный вал:

L1 = (1,0…1,5) d1 = 1,2*32,957 = 39,548 = 40 мм.

5.5.2 2-я ступень валов:

Быстроходный вал:

d2 = d1+2t

где t = 2,2 (примечание 1, стр.109 [1]).

d2 = 26,88+2*2,2 = 31,28 мм.

Диаметр под подшипник округляем до ближайшего стандартного значения диаметра внутреннего кольца подшипника d. d2 = 30 мм.

Тихоходный вал:

d2 = d1+2t

где t = 2,2 (примечание 1, стр.109 [1]).

d2 = 32,957+2*2,2 = 37,334 мм.

Следовательно, d2 = 35 мм.

Быстроходный вал:

L2 ≈ 1,5*d2 ≈ 1,5*30 ≈ 45 мм.

Тихоходный вал:

L2 ≈ 1,25*d2 ≈ 1,25*35 ≈ 43,75 мм.

Округляем до ближайшего стандартного значения из ряда Ra40: L2 ≈ 45 мм.

5.5.3 3-я ступень валов:

Быстроходный вал:

d3 = d2+3,2r

где r = 2 (примечание 1, стр.109 [1]).

d3 = 30+3,2*2 = 36,4 мм. Округлив принимаем d3 = 36 мм.

Тихоходный вал:

d3 = d2+3,2*r = 35+3,2*2 = 41,4 мм. Округлив принимаем d3 = 42 мм.

5.5.4 4-я ступень валов:

Быстроходный вал:

d4 = d2 = 30 мм.

Тихоходный вал:

d4 = d2 = 35 мм.

Быстроходный вал:

L4 = В – ширина подшипника, где В = 19 мм. ( табл. К27, стр.410 [1]).

L4 = 19 мм.

Тихоходный вал:

L4 = В, где В = 17 мм. ( табл. К27, стр.410 [1]).

L4 = 17 мм.

5.5.5 5-я ступень валов:

Тихоходный вал:

d5 = d3+3f, где f = 1,6 (примечание 1, стр.109 [1]).

d5 = 42+3*1,6 = 42+4,8 = 46,5 мм. Округлив принимаем d5 = 48 мм.

5.5.6 Составляем табличный ответ по определению размеров ступеней валов редуктора:

Размеры ступеней, мм.

Ступени вала	Вал-шестерня	Вал-колесо
1-я под элемент открытой передачи	d1 = 26 мм. L1 = 32 мм.	d1 = 32 мм. L1 = 40 мм.
2-я под уплотнение крышки с отверстием и подшипник	d2 = 30 мм. L2 = 45 мм.	d2 = 35 мм. L2 = 45 мм.
3-я под шестерню, колесо	d3 = 36 мм. определяют графически	d3 = 42 мм. определяют графически
4-я под подшипник	d4 = 30 мм. L4 = 19 мм.	d4 = 35 мм. L4 = 17 мм.
5-я упорная или под резьбу		d5 = 48 мм. определяют графически

Схема нагружения валов цилиндрического одноступенчатого редуктора

Параметр	Шестерня	Колесо
Ft, H	1546,155
Fr, H	567,339
Fa, H	0
Foп,Н	874,051
Т, Нм	38,844	143,198
W,с	50,252	12,563