2.1.1. Расчетная схема быстроходного вала

Дано:

F_t=2198.9 H

F_r=1097.7 H

F_a=2063.7 H

L_on=7.8 мм=0,078 м

d₁=26 мм=0,026 м

L_б=50 мм=0,05м

F_on=1094.365 H

1.Вертикальная плоскость:

а)определяем опорные реакции

ΣМ₃=0;RAY*L_б-F_r1* +F_a1* + F_on* L_on=0

RAY = -1694,91Н

ΣМ₁=0; F_r1* + F_a1* -RBY*L_б+ F_on*( L_б+ L_on)=0

RBY=886,984 Н

Проверка: Σy=0;RAY-F_r1+RBy- F_on=0

-1694,91-1097,7+3886,984-1094,365=0

0=0

б)строим элюру изгибающих моментов относительно оси Х в характерных сочетаниях 1…4,Н*м

Mx₁=0

Mx₂=RAY*L_б/2=-1694,91*0,05/2=-42,37

Mx₄=0

Mx₃=-F_on*L_on=-1094.365*0.078=-85.36

Mx₂=-F_on*(L_on+L_б/2)+RBy*L_б/2=-1094.365*(0.078+0.05/2)+3886.964* =-112.719+97.174=-15.545

2.Горизонтальная плоскость:

а)определяем опорные реакции, Н:

R_AX=R_BX=F_t1/2=2198.9/2=1099.45

б)строим эпюру изгибающих моментов относительно оси У в характерных сечениях 1…3,Н*м

М_у1=0

М_у2=-R_AX*L_б/2=-1099,45*0,05/2=-27,486

М_у3=0.

3.Строим эпюру крутящих моментов, Н*м

М_к=М_z= = =28.5857

4.Определяем суммарные радиальные реакции, Н

R_A= R_B=

5.Определяем суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях ,Н*м

М₂=М_Х3

М₃=М_X3

Рис. 3

2.2.Расчет подшипников быстроходного вала.

1.Выполнить схему осевых нагрузок для опор вала.

Указываю на схеме осевые нагрузки, действующие на вал от передач и осевые реакции опор. При установке подшипников враспор осевую реакцию дает опора,на которую направлена внешняя сила или равнодействующая внешних осевых сил.

Осевые нагрузки на опоры равны осевым реакциям

F_aA=F_a;F_aB=0

2.Провести анализ влияния осевой нагрузки на опоры.

Для этого сравнить отношение осевой нагрузки к радиальной с минимальным значением параметра осевого нагружения подшипника е=0,19.

Если ≥0.19

2063.7/1*1097.7=1.88≥0.19,то осевую нагрузку на данную опору следует учитывать.

Здесь V-коэффициент вращения.V=1,если вращается внутреннее кольцо подшипника.

3.Если осевая нагрузка на опору учитывается, то найти из таблицы [1 с.101] величину коэффициента осевой нагрузки У, предварительно подсчитав отношение осевой нагрузки к статической грузоподъемности подшипника

2063.7/14600=0.141

Принимаем: У=1,31

4.Определить эквивалентные нагрузки на опоры. Осевая нагрузка на опору учитывается, то

F_ЭА=(V*F_rA*X*F_aA*Y)*K_б*К_т

где Х=0,56-коэффициент радиальной нагрузки ,[1 с.101]

К_б-коэффициент безопасности. Выбираем из таблицы [1 с.104] в зависимости от режима работы привода;

К_Т- температурный коэффициент [1 с.105].Обычно К_Т=1

К_б=1,3

К_Т=1

F_ЭА= (1*1097,7*0,56+2063,7*1,31)*1,3*1=4313,6

5.Подсчитать требуемую долговечность подшипников в млн.об.

L=

L= =1203.3

6.Подсчитать требуемую динамическую грузоподъемность наиболее нагруженного подшипника

С_mp=Fэ ,и сравнить ее с динамической грузоподъемностью выбранного подшипника

С_mp≤С_r

С_mp=4313.6* =27647,3 кН

Условие выполняется.

2.3. Расчёт шпоночных соединений на быстроходном валу.

Шпоночные соединения в редукторе применяются для установки колёс на валах и соединения выходных концов валов с муфтами, шкивами, звездочками и колёсами. В этих соединениях обычно применяют призматические шпонки.

1. Место положения шпонки: на быстроходном, выходном валу.

2. Диаметр участка вала и длина участка.

d₁=26мм; l₁=39мм; d₂=32мм; l₂=48мм.

3. Выбрать размеры сечения шпонки b и h из таблицы ГОСТа 23360-78 [1 с. 369] в зависимости от диаметра вала.

Принимаю: d₁=8мм; h₁=7мм; d₂=10мм; h₂= 8мм [1 с. 369]

4. Назначить стандартную длину шпонки l из той же таблицы. Шпонка должна быть на 5-10 мм короче длины ступицы насаживаемого вала колеса (или посадочного участка вала).

l₁=18…63мм; l₂=22…80мм

Принимаю: l₁=17мм; l₂=39мм

5. Проверить шпонку на смятие.

_см= ≤[ _см]

Где, Т_i- момент на валу в Н*мм

t- глубина паза на валу [1 c. 369]

lp- рабочая длина шпонки; lp=l-b, если концы шпонки закруглённые.

[ _см]=110…190 МПа, если ступица колеса стальная.

_см1=

_см2=