18.3 Определение опорных реакций и построение эпюр внутренних силовых факторов вала, имеющего входной участок, на котором располагается шкив.

Опорные реакции вала:

Прочностная расчетная схема для вала.

18.4 Проектировочный прочностной расчет

Проектировочному прочностному расчету подвергают валы, не имеющие выходных участков (промежуточные валы редукторов) или валы, имеющие выходной участок, на котором располагается нестандартизованная деталь (шкив ременной передачи, звездочка цепной передачи и др.).

Проектировочный расчет валов ведут по зависи мости [3], базирующейся на условии их статической прочности при номинальном нагружении и имеющей вид:

,

где К_А – коэффициент динамичности внешней нагрузки: .

М_{из. ном} – суммарный изгибающий момент, возникающий в рассматриваемом поперечном сечении вала при его номинальном нагружении. Его определяют по зависимости

где М_гор; М_вер – изгибающие моменты, возникающие в горизонтальной и вертикальной плоскостях при номинальном нагружении вала, Нм (определяют по соответствующим эпюрам).

  поправочный коэффициент, учитывающий наличие неравенства коэффициентов асимметрии циклов изменения во времени нормальных и касательных напряжений, возникающих в вале. Согласно данным [3, c. 372], поправочный коэффициент принимают для нереверсивных валов.

Т_ном – крутящий момент, возникающий в рассматриваемом поперечном сечении вала при номинальном нагружении: .

(где d₀; d – внутренний и наружный диаметры кольцевого сечения вала); для сплошного поперечного сечения .

[] – допускаемые напряжения. При проектировочном расчете валов допускаемые напряжения [], согласно данным [3, c. 372], определяют по следующей формуле:

где _-1 – предел выносливости материала вала при симметричном цикле изгиба. Его назначают по справочным данным. При отсутствии необходимых данных _-1 определяют по корреляционной зависимости, рекомендованной Р50  83  88 и имеющей вид:

где _в – предел прочности материала вала при растяжении, назначаемый по справочным данным: .

– коэффициент концентрации нормальных напряжений, возникающей в рассматриваемом предположительно опасном сечении детали. При проектировочном расчете валов, согласно данным [3, c. 372], принимают , причем бόльшие значения – под ступицами деталей, насаживаемых на вал по посадкам с гарантируемым натягом: .

[S] – необходимый коэффициент запаса прочности.

 для коротких валов .

Опасные сечения:

1. Сечение 1 наиболее опасно при прямом ходе.

Со гласно ряду .

2. Сечение 2 равноопасны оба режима.

Согласно ряду .

3. Сечение 3 равноопасны оба режима.

Согласно ряду .

Посадочный диаметр шкива 24 мм.

Ступень вала предназначена под подшипник 25 мм.

Вал пердпологается сделать за одно с шестерней из стали 40Х

19. Подбор подшипников для валов редуктора

19.1 Выбор типа подшипников

Радиальные шариковые однорядные подшипники предназначены для восприятия преимущественно радиальных нагрузок, но могут воспринимать и относительно небольшие двухсторонние осевые нагрузки. Радиальные шарикоподшипники типа 0000 выпускают в различных исполнениях.

Канавка на наружном кольце подшипников исполнения 50000 предназначена для установки в нее стопорного пружинного кольца, необходимого для осевой фиксации подшипника в отверстии корпуса.

Подшипники исполнения 60000, имеющие встроенное одностороннее уплотнение, применяют в верхних подшипниковых узлах вертикальных валов, в которых весьма сложно без таких уплотнений удержать смазку от вытекания, а также в узлах, работающих в загрязненной окружающей среде.

Подшипники исполнения 180000 выпускают уже заправленными пластичным (мазеобразным) смазочным материалом, причем завод-изготовитель гарантирует, что ресурс этой смазки будет не ниже ресурса подшипника. Применение в опорных узлах редукторных валов таких подшипников значительно упрощает уплотнение подшипниковых гнезд корпуса редуктора и облегчает их эксплуатацию.

Если окружная скорость колес передачи больше 3 ^м/_С (в данном случае ^м/_С), то подшипники будут смазываться туманом масла находящегося в картере. Так как производство среднесерийное, то вполне приемлемо использование подшипников исполнения 000.

Рассматриваемый тип подшипников способен ограничивать осевое перемещение вала в обоих направлениях в пределах собственной "осевой игры" и допускает перекосы осей своих колец только до 15'. При больших перекосах колец ресурс подшипников резко снижается и даже возможны аварийные разрушения из-за перегрева и разрыва. В связи с этим, применение ради альных однорядных шарикоподшипников предъявляет повышенные требования к жесткости валов.

Хотя эти подшипники и могут фиксировать осевое положение вала, однако из-за малой осевой жесткости точность такой фиксации невелика. Сравнительно мала их жесткость и в радиальном направлении.

Все это предопределило основное применение радиальных однорядных шарикоподшипников в опорных узлах валов маломощных быстроходных редукторов с цилиндрическими зубчатыми колесами.