2.7 Определение геометрических параметров валов

2.7.1 Определяем диаметр под муфту быстроходного вала, мм, d₁

где Т₂ – крутящий момент, равный вращающему моменту, Т₂ = 75,9 Н∙м;

[ τ ] – допускаемое напряжение на кручение, [ τ ]_к = 10 …20 Н ∕ мм².

Принимаем, [ τ ]_к = 10 Н ∕ мм².

Принимаем d ₁=35мм. Длина, равна L₁=60 мм.

2.7.2 Определяем диаметр второй ступени вала под уплотнение крышки с отверстием и подшипник, мм, d₂

d₂ = d₁ + 2t ,

d₂ = 35 + 2 ∙ 2,5 = 40 мм

Длина, равна L₂=55 мм.

Шестерню изготавливаем заодно целое с валом.

2.7.3 Определяем диаметр первой ступени под муфту тихоходного вала мм, d₁

где Т₂ – крутящий момент, равный вращающему моменту, Т₃ =286 Н∙м;

[ τ ] – допускаемое напряжение на кручение, [ τ ]_к = 10 …20 Н ∕ мм².

Принимаем, [ τ ]_к = 15 Н ∕ мм².

Принимаем диаметр первой ступени 45 мм. Вал цилиндрический.

Длина, равна L₁=65 мм

2.7.4 Определяем диаметр второй ступени вала под подшипник, мм, d₁

d₂ = d₁ + 2t ,

d₂ = 45+ 2 ∙ 2,5 = 50 мм

Длина, равна L₂=70мм.

2.7.5 Определяем диаметр третей ступени под колесо, мм, d₃

d₃ = d₂ + 2 ∙ r ,

d₃ = 50 + 2 ∙ 2,5 = 55 мм

Длина, равна L₃=95 мм.

2.7.6 Предварительный подбор подшипников для быстроходного вала:

– выбираем подшипник № 308 ГОСТ 8338-75 (40x90x23).

Основные параметры подшипника:

– диаметр внутреннего кольца, мм, d 40

– диаметр наружного кольца подшипника, мм, D 90

– ширина шарикоподшипников, мм, В 23

– динамическая грузоподъемность, кН, С_r 41

– статическая грузоподъемность, кН, С_or 22,4

2.7.7 Предварительный подбор подшипников для тихоходного вала:

– выбираем подшипник № 310 ГОСТ 8338-75 (50x110x27).

Основные параметры подшипника:

– диаметр внутреннего кольца, мм, d 50

– диаметр наружного кольца подшипника, мм, D 110

– ширина шарикоподшипников, мм, В 27

– динамическая грузоподъемность, кН,[ С_r ] 61,8

– статическая грузоподъемность, кН, С_or 38

2.8 Расчет схемы валов редуктора

Рисунок 3 – расчет схемы быстроходного вала

2.8.1 Определение реакции в подшипниках быстроходного вала

Дано: F_t1 = 593H,

F_r1 = 216 Н;

F_оп=612 Н.

Горизонтальная плоскость (xoy):

Определяем опорные реакции

Σ М_Z2 = 0;

- F_t1∙ 70 – R_By ∙ 140= 0;

R_By

Σ М_Z4 = 0; –R_Аy ∙ 140+F_t1∙ 70 = 0;

R_Аy

Проверка:

ΣFY = 0;

–R_Аy +F_t1– R_By = 0

– 296,5+593 – 296,5= 0

0 = 0

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y

М_y1 = 0,

М_y2 = 0;

М_y3 = R_Аy ∙ 0,07 = 296,5 ∙ 0,07 = 20,76 Н ∙ м

М_y4 = 0;

Вертикальная плоскость (xoz):

Определяем опорные реакции, в Н

Σ М_Y2 = 0; F_оп ∙ 100– F_r1 ∙ 70 + R_Bz∙ 140= 0

R_Bz

Σ М_Y4 = 0; F_оп ∙ 245 – R_Аz∙ 140 +F_r1 ∙ 70 = 0

R_Аz

Проверка:

ΣFz = 0; R_Аz– F_r1 –F_оп– R_Bz = 0

1157 – 216 – 612– 329 = 0

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Z

М_z1 = 0

М_z2 = – F_оп ∙ 0,100 = –612 ∙ 0,100 = – 61,2 Н ∙ м,

М_{z3 НАЧ} = – F_оп ∙ 0,170 +R_Аz∙ 0,07 = – 612 ∙ 0,170 +1157 ∙ 0,07 = 19,79 Н ∙ м,

М_{z3 кон} = М_{z3 НАЧ} = 19,79 Н ∙ м,

М_z4 = 0

Строим эпюру крутящих моментов, Н ∙ м

М_к = М_x = 75,9 Н ∙ м

Определяем суммарные радиальные реакции:

R_А

R_В

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н ∙ м

М₂ =61,2 Н ∙ м,

М₃ =

2.8.2 Определение реакции в подшипниках тихоходного вала

Дано:

F_t2 = 593 H;

F_r2 =216 Н;

F_м=1090 Н;

Горизонтальная плоскость (xoy):

Определяем опорные реакции

Σ М_Z1 = 0; F_t2∙ 70 – R_Dy ∙ 140 – F_t2 ∙ 250 = 0;

R_Dy

Σ М_Z3 = 0; R_Сy ∙ 140 – F_t2∙ 70 – F_м∙ 110 = 0;

R_Сy

Рисунок 4 – расчет схемы тихоходного вала

Проверка:

ΣFY = 0; R_Сy – F_t2 – R_Dy + F_м = 0

1153 – 593 – 1650+1090= 0

0 = 0

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y

М_y1 = 0

М_y2 = – R_Сy ∙ 0,07 = –1153 ∙ 0,07=– 80,7 Н ∙ м

М_y3 = – R_Сy ∙ 0,140 +F_t2 ∙ 0,07 = – 1153 ∙ 0,140 +593 ∙ 0,07 = – 161 Н ∙ м

М_y4 = 0

Вертикальная плоскость (xoz):

Определяем опорные реакции, в Н

Σ М_Y1 = 0;

F_r2 ∙ 70 + R_Dz∙ 140 = 0

R_Dz

Σ М_Y3 = 0; – R_Сz∙ 140 – F_r2 ∙ 70 = 0

R_Сz

Проверка:

ΣFz = 0; F_r2– R_Сz –R_Dz = 0

216 – 108 – 108 = 0

0 = 0

Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Z

М_z1 = 0

М_{z2 НАЧ} = –R_Сz ∙ 0,070 = –108 ∙ 0,070 = –7,56 Н ∙ м

М_{z2 кон} = М_{z2 НАЧ} = –7,56 = –7,56 Н ∙ м

М_z3 = 0

Строим эпюру крутящих моментов, Н ∙ м

М_к = М_x = 381 Н ∙ м.

Определяем суммарные радиальные реакции:

R_С

R_D

Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях, Н ∙ м:

М₂

М₃=161 Н ∙ м