6. Нагрузки валов редуктора

Силы действующие в зацеплении цилиндрической косозубой передачи

окружная

F_t = 1310 Н

радиальная

F_r = 482 H

осевая

F_a = 187 H

Консольная сила от муфты действующая на быстроходный вал

F_м = 100·Т₁^1/2 = 100·22,6^1/2 = 475 Н

Консольная силы действующая на тихоходный вал

F_в = 1980 H.

Схема нагружения валов цилиндрического редуктора

6. Разработка чертежа общего вида редуктора.

Материал быстроходного вала – сталь 45,

термообработка – улучшение: σ_в = 780 МПа;

Допускаемое напряжение на кручение [τ]_к = 10÷20 МПа

Диаметр быстроходного вала

где Т – передаваемый момент;

d₁ = (15,3·10³/π10)^1/3 = 20 мм

Ведущий вал редуктора соединяется с помощью стандартной муфты с валом электродвигателя диаметром d_дв= 28 мм,

d₁ = (0,81,2)d_дв = (0,81,2)28 = 2234 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 25 мм;

длина выходного конца:

l₁ = (1,01,5)d₁ = (1,01,5)25 = 2538 мм,

принимаем l₁ = 40 мм.

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 25+22,2 = 29,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 30 мм:

длина вала под уплотнением:

l₂  1,5d₂ =1,530 = 45 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 30 мм.

Вал выполнен заодно с шестерней

Диаметр выходного конца тихоходного вала:

d₁ = (73,8·10³/π15)^1/3 = 29 мм

принимаем диаметр выходного конца d₁ = 30 мм;

Диаметр вала под уплотнением:

d₂ = d₁+2t = 30+22,2 = 34,4 мм,

где t = 2,2 мм – высота буртика;

принимаем d₂ = 35 мм .

Длина вала под уплотнением:

l₂  1,25d₂ =1,2535 = 44 мм.

Диаметр вала под подшипник:

d₄ = d₂ = 35 мм.

Диаметр вала под колесом:

d₃ = d₂ + 3,2r = 35+3,22,5 = 43,0 мм,

принимаем d₃ = 45 мм.

Выбор подшипников

Предварительно назначаем радиальные шарикоподшипники легкой серии №206 для быстроходного вала и №207 для тихоходного вала.

Условное обозначение подшипника	d мм	D мм	B мм	С кН	С0 кН
№206	30	62	16	19,5	10,0
№207	35	72	17	25,5	13,7

6. Расчетная схема валов редуктора

Схема нагружения быстроходного вала

Рис. 8.1 Расчетная схема ведущего вала.

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 41F_t – 82B_X + F_м∙86 = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

B_X = [1310·41 + 475·86]/82 = 1153 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

A_X = B_X + F_М – F_t = 1153 + 475 – 1310 = 318 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 1153·41 = 47,3 Н·м

M_X2 = 475·86 = 41,0 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры А

m_A = 41F_r – 82B_Y – F_a1d₁/2 = 0

Отсюда находим реакцию опор A и В в плоскости YOZ

B_Y = (482·41 –187·33,33/2)/82 = 203 H

A_Y = F_r – B_Y = 482 – 203 = 279 H

Изгибающие моменты в плоскости YOZ

M_Y = 279·41 = 11,4 Н·м

M_Y = 203·41 = 8,3 Н·м

Суммарные реакции опор:

А = (А_Х² + А_Y²)^0,5 = (318² + 279²)^0,5 = 423 H

B= (B_Х² + B_Y²)^0,5 = (1153² + 203²)^0,5 = 1170 H

Схема нагружения тихоходного вала

Рис. 8.2 Расчетная схема ведомого вала.

Горизонтальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С = 42F_t – 84D_X + 160F_в = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

D_X = (1310·42 + 1980·160)/84 = 4426 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

C_X = D_X – F_t – F_в = 4426 – 1310 – 1980 = 1136 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 1136·42 = 47,7 Н·м

M_X2 =1980·76 = 150,5 Н·м

Вертикальная плоскость. Сумма моментов сил и реакций опор относительно опоры С

m_С = 42F_r1+F_a2d₂/2 – 84D_Y = 0

Отсюда находим реакцию опоры В в плоскости XOZ

D_Y = [482·42 +187·166,67/2]/84 = 427 H

Реакция опоры А в плоскости XOZ

C_Y = F_r – D_Y = 482 – 427 = 55 H

Изгибающие моменты в плоскости XOZ

M_X1 = 55·42 = 2,3 Н·м

M_X2 = 427·42 = 18,0 Н·м

Суммарные реакции опор:

C = (1136² + 55²)^0,5 = 1137 H

D = (4426² + 427²)^0,5 = 4447 H