5.Нагрузки валов редуктора

1. Определение силы в зацеплении редукторной передачи.

2. Определение консольных сил.

3. Построение силовой схемы нагружения валов.

Редукторные валы испытывают два вида деформации – изгиб и кручение.

Деформация кручения на валах возникает под действием вращающих моментов, приложенных со стороны двигателя и рабочей машины. Деформация изгиба валов вызывается силами в зубчатом зацеплении закрытой передачи и консольными силами со стороны открытых передач и муфт.

5.1 Определение сил в зацеплении закрытых передач

Окружная

Радиальная

Осевая

5.2. Определение консольных сил.

На муфтах:

На быстроходном валу

На тихоходном валу

6. Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора

Основными критериями работоспособности проектируемых редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию – совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия). Но так как напряжения в валах от растяжения небольшие в сравнении с напряжениями от кручения и изгиба, то их обычно не учитывают.

Расчет редукторных валов производится в два этапа: 1-й – проектный (приближенный) расчет валов на чистое кручение; 2-й – проверочный (уточненный) расчет валов на прочность по напряжениям изгиба и кручения.

6.1 Выбор материала валов

В проектируемых редукторах применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 45Х.

Выбираем материал валов сталь 45, термообработка - улучшение.

D_пред =125мм, S_пред=80мм.

НВ=248,5;

6.2 Выбираем допускаемые напряжения на кручение

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения (как при чистом кручении), т.е. при этом не учитывают напряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемых напряжений на кручение применяют заниженными:

Для шестерни

Для колеса

6.3 Определение геометрических параметров ступеней валов

Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей.

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину l.

Для быстроходного вала:

ширина подшипника 12 мм.

Для тихоходного вала:

=19.

6.4 Предварительный выбор подшипников качения

Выбор наиболее рационального типа подшипника для данных условий работы редуктора весьма сложен и зависит от целого ряда факторов: передаваемой мощности редуктора, типа передачи, соотношения сил зацепления, частоты вращения внутреннего кольца подшипника, требуемого срока службы, приемлемой стоимости, схемы установки.

Предварительный выбор подшипников для каждого из валов редуктора проводится в следующем порядке:

1. В соответствии с таблицей определяем тип, серию и схему установки подшипников.

2. Выбираем типоразмер подшипников по величине диаметра d внутреннего кольца, равного диаметру второй d₂ и четвертой d₄ ступеней вала под подшипники.

3. Выписываем основные параметры подшипников: геометрические размеры – d, D, B(T,c); динамическую С_r и статическую С_ro грузоподъемности.

Для быстроходного вала: ГОСТ 8338-75, особо легкая серия, 105

Вал		Обозначение		Размеры, мм				Грузоподъемность, кН
				d		D	B	r	Cr	Cor
				Особо легкая серия
быстроходный	105		25		47	12	1	11,2	5,6
тихоходный		306		средняя серия
				30		72	19	2	29,1	14,6