4. Определение диаметров валов по приближенным зависимостям
Предварительный расчет проведем на кручение по пониженным допускаемым напряжениям.
Допускаемые напряжения для валов:
Первого
–
;
Второго
–
;
Так
как вал редуктора соединен муфтой с
валом электродвигателя, то необходимо
согласовать диаметры ротора
и вала
.
Для двигателя 90LB8/715 диаметр ротора равен 24 мм по таблице 19.27 ([1], с.509), подбираем муфту под диаметр ротора по таблице 15.2 ([1], с.350), нам подходит упругая втулочно – пальцевая муфта с диаметрами полумуфт 24 мм и 24 мм, передает вращающий момент до 63 Нм, частота вращения не должна превышать 5700 об/мин.
Отсюда
делаем минимальный диаметр концевого
участка входного вала редуктора
.
Необходимо сделать упорный буртик для
муфты
,
место посадки подшипника
и буртик для упора подшипника
.
Приводим диаметры валов к стандартным 19.1([1], с.481)
5. Расчёт шпоночных соединений
5.1. Подсчитываем шпонки для вала I
Т.к. первый вал редуктора представляет из себя вал-шестерню, и в шпонке нет необходимости.
5.2. Подсчитываем шпонки для вала II
В
зависимости от диаметра вала по таблице
19.11 ([1], с.488) определяем ширину шпонки
,
высоту шпонки
,
глубину паза на валу II:
,
,
.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная.
Определим длину шпонки из условия прочности на смятие:
Для большой звездочки:
Принимаем,
исходя и условия наилучшей посадки,
.
Шпонка 12x8x40 таблице 19.11 ([1], с.488).
6. Первый этап компоновки редуктора
Служит для приближенного определения положения зубчатых колес и звездочки относительно опор для последующего определения опорных реакций и подбора подшипников.
6.1. Подбор подшипников
Выбираем шариковые радиальные однорядные подшипники, на I вал и II вал.
Габариты подшипников подбираем по диаметру вала в месте посадки подшипников по табл. 19.18 ([1], с.504)
Вал
I:
,
.
(условное обозначение подшипника 206)
Вал II: , .
(условное обозначение подшипника 206)
6.2. Определение расстояния между точками приложения радиальных реакций
Радиальная реакция подшипника приложена к оси вала в точке пересечения с ней нормалей, проведённой через середину контактных площадок.
Для радиальных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника.
Расстояния между точками приложения радиальных реакций, фактически расчетная длина вала:
– I
вал:
– II вал:
7. Составление расчётных схем валов. Определение опорных реакций. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов.
7.1. Рассчитаем первый вал
Рис. 1 Силы, действующие на I вал и его размеры
Горизонтальная плоскость:
1. Определение реакций:
Сумма моментов относительно точки A:
Отсюда:
Сумма моментов относительно точки B:
Отсюда:
Проверка:
Проверка прошла.
2. Расчет участков:
I Участок:
В
точке A
,
отсюда
В
шестерне
,
отсюда
II Участок:
В точке B , отсюда
В шестерне , отсюда
Вертикальная плоскость:
Сумма моментов относительно точки A:
Отсюда:
Сумма моментов относительно точки B:
Отсюда:
Проверка:
Проверка прошла.
2. Расчет участков:
I Участок:
В точке A , отсюда
В шестерне , отсюда
II Участок:
В точке B , отсюда
В шестерне , отсюда
Строим эпюры:
Рис. 2 Эпюры I вала
7.2. Рассчитаем второй вал
Рис. 3 Силы, действующие на II вал и его размеры
Горизонтальная плоскость:
1. Определение реакций:
Сумма моментов относительно точки A:
Отсюда:
Сумма моментов относительно точки B:
Отсюда:
Проверка:
Проверка прошла.
2. Расчет участков:
I Участок:
В точке A , отсюда
В колесе , отсюда
II Участок:
В точке B , отсюда
В колесе , отсюда
Вертикальная плоскость:
Сумма моментов относительно точки A:
Отсюда:
Сумма моментов относительно точки B:
Отсюда:
Проверка:
Проверка прошла.
2. Расчет участков:
I Участок:
В точке A , отсюда
В колесе , отсюда
II Участок:
В точке B , отсюда
В колесе , отсюда
Строим эпюры:
Рис. 4 Эпюры II вала
7.3 Найдем суммарные реакции
– по теореме
Пифагора
На I Валу:
На II Валу: