5. Предварительный расчет валов

Выбираем материал для изготовления вала: углеродистая сталь Ст6 ГОСТ 380-71.

Диаметры под соединительные муфты определяются по формуле:

где - допускаемое напряжение при кручении, МПа, значение которого зависит от рода материала и условий работы узла. Для стальных валов можно принимать =10..30Мпа.

Допускаемое напряжение при кручении – возьмем .

Диаметры вала под подшипники определяют по следующим соотношениям:

Т.к. то

6. Расчет момента инерции редуктора

Для упроще­ния расчетов моментами инерции валов, подшипников, ступиц колес, муфты и других деталей пренебречь.

Где – длина зуба (нарезанной части– для червяка),

– делительный диаметр,

– удельная плотность материала, сталь

7. Расчёт мертвого хода

Мертвый ход:

где – люфтовая погрешность передачи, – погрешность из-за упругого мертвого хода (по условию ею можно пренебречь).

Таким образом

- гарантированный боковой зазор между зубьями колес мкм, стандартное значение которого выбирается в соответствии с межосевым расстоянием по ГОСТ 9178-72.

то выбираем значение = 11 мм с учетом нормального сопряжения G (нормальный зазор).

- делительный диаметр червячного колеса.

8. Подбор и расчёт подшипников выходного вала

Расчёт выполняем по формулам:

Вычисляем диаметр выходного конца вала III, мм:

Диаметр вала II, мм:

По инженерным соображениям диаметр вала II и вала I увеличен до 5 мм (чтобы все подшипники в механизме были одинаковыми).

где [] = 25 МПа – допускаемое напряжение материала вала на кручение.

Окружная сила на червячном колесе:

Радиальная сила F_r, Н действующая на подшипник:

Осевая сила F_a, Н:

Требуемое отношение динамической грузоподъёмности С₁ к эквивалентной нагрузке :

где L_h – требуемый срок службы механизма, час.

По полученным данным выбираем шариковый радиальный подшипник лёгкой серии диаметров 2, узкой серии с диаметром внутреннего кольца 5 мм, что соответствует диаметрам валов I и II.

С=1500 Н – динамическая грузоподъёмность подшипника,

С₀=760 Н – статическая грузоподъёмность подшипника.

Силы для вертикальной плоскости:

Силы для горизонтальной плоскости:

Значение приведённой нагрузки Q:

где К_=1 – коэффициент безопасности при спокойной работе;

К_t=1 – температурный коэффициент;

K_k=1 – коэффициент, учитывающий вращение внутреннего кольца подшипника;

X=0,56 и Y=2.30-коэффициенты радиальной и осевой нагрузок соответственно.

Проверка выполнения условия:

Долговечность L выбранного подшипника определяем

Выполнение данного условия свидетельствует о правильном выборе подшипника.