5 Нагрузки валов редуктора
5.1 Определение сил в зацеплении редукторной передачи
Определим окружную силу на колесе редуктора по формуле:
;
Определим окружную силу на червяке из равенства:
Н.
Определим радиальную силу на колесе редуктора по формуле:
H
где – угол зацепления, по рекомендации [1] принимаем =20o.
Определим радиальную силу на шестерни из равенства:
Н.
Определим осевую силу на колесе редуктора по формуле:
H
Определим осевую силу на шестерни из равенства:
Н.
5.2 Определение консольных сил
5.2.1 Определение силы от ременной передачи
Определяем силу давления на вал:
Н.
5.2.2 Определение силы от муфты
Определим силу от муфты на тихоходном валу по формуле:
;
Н.
6 Проектный расчет валов. Эскизная компоновка редуктора.
6.1 Выбор материала валов.
В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х.
По табл. 3.2 [1] выбираем следующую сталь: для входного вала сталь 40Х и для выходного вала сталь 45. Характеристики сталей приведены в таблице 7.1.
Таблица 7.1 – Характеристика стали
Саль |
Термообработка |
Твердость |
в |
|
-1 |
Н/мм2 |
|||||
45 |
Улучшение |
269 НВ |
890 |
650 |
380 |
40Х |
Улучшение |
302 НB |
900 |
750 |
600 |
6.2 Выбор допускаемых напряжений на кручение.
Проектный расчет валов выполняется по напряжениям кручения, т.е. при этом не учитываются напряжения изгиба, концентрации напряжения и переменность напряжения во времени. Поэтому по рекомендации [1] напряжения кручения применяют заниженными: []к=10…20 Н/мм2.
По рекомендации [1] для входного вала принимаем []к=10 Н/мм2;
для выходного вала принимаем []к=20 Н/мм2.
6.3 Определение геометрических параметров валов.
Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров устанавливаемых на вал деталей. Расчет валов производим по рекомендации табл. 7.1 [1].
6.3.1 Определение геометрических параметров входного вала.
Определим диаметр вала под установку шкива ременной передачи:
мм.
Принимаем d1=40 мм.
Определим длину вала под посадку шкива:
мм.
Конструктивно принимаем l1=65 мм.
Определим диаметр вала под уплотнение, крышки с отверстием и подшипник:
,
где t – высота буртика, по табл. 7.1 [1] принимаем t =2,5 мм;
мм.
Определим длину вала под посадку подшипника, уплотнения и крышки с отверстием:
мм.
Принимаем по компоновке l2=78 мм.
6.3.2 Определение геометрических параметров выходного вала.
Определим диаметр вала под установку муфты:
мм;
Принимаем по посадочному диаметру стандартной цепной муфты по табл. К26 [1] d1=50 мм.
Определим длину вала под посадку шестерни:
мм.
Принимаем по компоновке l1=80 мм.
Определим диаметр вала под уплотнение, крышки с отверстием и подшипник:
,
где t – высота буртика, по табл. 7.1 [1] принимаем t =2,8 мм;
мм;
По внутреннему диаметру подшипника принимаем d2=55 мм.
Определим длину вала под посадку подшипника, уплотнения и крышки с отверстием:
мм.
Принимаем по компоновке l2=95 мм.
Определим диаметр вала под установку зубчатого колеса:
,
где t – высота буртика, по табл. 7.1 [1] принимаем t =2,8 мм;
мм.
Определим длину вала под установку зубчатого колеса определяется по компоновке l3=65 мм.