5.3. Силова схема навантаження валів редуктора

Силова схема навантаження валів має на меті визначити напрямок сил у зачепленні редукторної пари, консольних сил з боку відкритих передач і муфти, реакцій у підшипниках, а також напрямок обертаючих моментів і кутових швидкостей валів.

Схема може виконуватися на міліметровому папері або за допомогою комп’ютерного забезпечення на ПК і повинна містити: назву схеми; силову схему навантаження валів в ізометрії; координатну систему осей X, Y, Z для орієнтації схеми; основний напис; таблицю силових і кінематичних параметрів передачі (рис. 5.4...5.6).

Рис. 5.1. Схема сил у зачепленні косозубої циліндричної передачі:

а — напрямок лінії зуба колеса — ліве, шестерні — праве; б — колеса — праве, шестерні — ліве

Рис. 5.2. Схема сил у зачепленні конічної передачі з круговим зубом і прямозубої:

а — напрямок лінії зуба колеса — ліве, шестерні — праве; б — колеса — праве,

шестерні - ліве

Рис. 5.3. Схема сил у зачепленні черв'ячної передачі:

а — напрямок лінії витка черв'яка ліве; б — праве

Рекомендується наступний порядок виконання силової схеми:

1. Намітити розташування елементів силової схеми відповідно до кінематичної схеми привода.

2. Довільно розташувати і викреслити аксонометричні осі X, Y, Z (під кутом 120°): вектори сил у зачепленні, консольних сил і реакцій у підшипниках зобразити кольором відповідної осі.

3. Викреслити в довільних розмірах (дотримуючи пропорції) вали, підшипники, редукторну пару, елемент відкритої передачі і муфту відповідно до умовних позначень за ГОСТ 2.770 — 68 (табл. 5.3). Позначити підшипники: А і В — на швидкохідному валу, С і D — на тихохідному.

4. Вибрати напрямок гвинтової лінії коліс (черв'яка). У циліндричних косозубих передачах прийняти шестерню з лівим зубом, колесо - з правим; у конічних передачах з круговими зубцями - шестерню з правим зубом, колесо - з лівим; напрямок витків черв'яка в черв'ячній передачі – правий (рис. 5.1...5.3).

5. Визначити напрямок обертання швидкохідного і тихохідного валів редуктора ( і ) по напрямку обертання двигуна.

Схема навантаження валів циліндричного одноступінчатого редуктора

Рис. 5.4. Приклад схеми навантаження валів циліндричного одноступінчастого

Редуктора

Схема навантаження валів

Конічного одноступінчатого редуктора

Рис. 5.5. Приклад схеми навантаження валів конічного одноступінчастого редуктора

Схема навантаження валів

Черв’ячного одноступінчатого редуктора

Рис. 5.6. Приклад схеми навантаження валів черв'ячного одноступінчастого редуктора

Напрямок обертання двигуна вибрати відповідно до напрямку обертання приводного вала робочої машини. Якщо привод реверсивний, то напрямок обертання двигуна можна вибрати довільно. У приводах з конічними редукторами при правому зубці шестерні напрямок обертання двигуна варто прийняти по ходу годинникової стрілки, якщо дивитися з боку вершини ділильного конуса шестерні (рис. 5.2); виникаюча при цьому осьова сила на шестерні буде спрямована до підстави ділильного конуса, що виключить заклинювання зубців у процесі зачеплення.

6. Визначити напрямок сил у зачепленні редукторної пари відповідно до обраного напрямку гвинтової лінії і обертання валів: на шестерні (черв'яку) — і на колесі (рис. 5.1...5.3). Сили і спрямовані так, щоб моменти цих сил урівноважували обертаючі моменти і що прикладені до валів редуктора з боку двигуна і робочої машини: спрямована протилежно обертанню шестірні, — по напрямку обертання колеса.

7. Визначити напрямок консольних сил на вихідних кінцях валів (рис. 5.4...5.6).

а) Напрямок сил у відкритих зубчастих передачах визначити так само, як у редукторних парах (п. 6).

б) Консольна сила від пасової (ланцюговий) передачі перпендикулярна осі вала і відповідно до положення передачі в кінематичній схемі привода може бути спрямована вертикально, горизонтально або під кутом до обрію. Якщо проектним завданням передбачене похиле положення передачі (під кутом ), то силу потрібно розкласти на вертикальну і горизонтальну складові (рис. 5.4) і визначити їхні значення (рис. 7.1).

в) Консольна сила від муфти перпендикулярна осі вала, але її напрямок відносно окружної сили може бути різним (залежить від випадкових неточностей монтажу муфти). Тому рекомендується прийняти гірший випадок навантаження — направити силу протилежно силі що збільшить напруги і деформацію вала.

8. Визначити напрямок радіальних реакцій у підшипниках.

Радіальні реакції в підшипниках швидкохідного і тихохідного валів направити протилежно напрямку окружних і радіальних сил у зачепленні редукторної передачі. Точка прикладення реакції — середина підшипника. При цьому вважати, що реакції від дії консольних навантажень геометрично складені з реакціями від сил у зачепленні. Реакції позначити буквою з індексом, що вказує даний підшипник і відповідний напрямок координатної осі ( і т.п.).

9. Визначити напрямок сумарних реакцій у підшипниках геометричним додаванням радіальних реакцій у вертикальній і горизонтальній площинах методом паралелограма. Індекс позначення сумарної реакції вказує даний підшипник ( і т.п.).

10. Скласти табличну відповідь. Конструкція таблиці залежить від виду передач, що входять у привод, і її варто виконати аналогічно прикладам (рис. 5.4...5.6).

Характерні помилки:

1. Неправильні обчислення.

2. Нерозмірність одиниць обертаючого моменту і ділильного діаметра d при визначенні окружної сили .

3. Неправильно визначені напрямки сил у зачепленні редукторної пари і консольних навантажень .

4. Неправильно визначені напрямки реакцій у підшипниках.

5. Не дотримані вимоги ЕСКД при виконанні силової схеми.

6. Недбало виконані схеми.