15. Расчет валов зубчато-червячного редуктора

Для привода (рис. 28), состоящего из электродвигателя 1, упругой муфты 2 и зубчато-червячного редуктора 3, рассчитать диаметры валов.

Рис. 28. Кинематическая схема привода

с зубчато-червячным редуктором

В зависимости от направления вращения валов и угла наклона зубьев цилиндрической и червячной передачи строят схему сил, действующих на валы (рис. 29, 30).

Рис. 29. Схема сил зубчато-червячного редуктора в пространстве

Рис. 30. Схема сил в зацеплениях: а) на главном виде; б) на виде слева

15.1. Расчет быстроходного вала

Рис. 31. Эпюры моментов

Дано: силы, действующие на вал , , , делительный диаметр цилиндрической шестерни (рис. 31). 1. Определить реакцию в опоре Б из суммы моментов относительно опоры А в вертикальной плоскости у: ; ; ; 2. Определить реакцию в опоре А из суммы моментов относительно опоры Б в вертикальной плоскости у ; ; .

3. Построить эпюры моментов в плоскости у.

4. Определить реакции в опорах А и Б из суммы моментов относительно опоры А в горизонтальной плоскости х:

;

;

;

.

5. Построить эпюры моментов в плоскости х.

6. Определить эквивалентный момент в сечении В под шестерней.

.

7. Определить диаметр вала под шестерней:

.

Диаметр вала должен быть меньше диаметра впадин шестерни  не менее чем на 7 мм, если диаметр вала будет меньше более чем на 7 мм, шестерню выполняют насадной.

7. Конструирование вала шестерни (рис. 32).

Рис. 32. Вал-шестерня

15.2. Расчет промежуточного вала

Рис. 33. Эпюры моментов промежуточного вала зубчато-чевячного редуктора

Дано: силы, действующие на вал , , ,, , средний делительный диаметр колеса , и червяка (рис. 33). Размеры l, k, а определяют по эскизной компоновке редуктора. 1. Определить реакции в опорах С и Д в вертикальной плоскости у из суммы моментов относительно опоры С: ; ; ; ; ; ; . 2. Построить эпюру моментов в горизонтальной плоскости y. 3. Определить реакции в опорах С и Д в горизонтальной плоскости x из суммы моментов относительно опоры С: ; ; ; .

4. Построить эпюру моментов в горизонтальной плоскости x.

5. Построить эпюру вращающего момента Т₂.

6. Определить изгибающий момент в опоре Д и сечении Е:

; .

7. Определить эквивалентный момент в опоре Д и сечении Е под червяком:

;

.

8. Определить диаметр вала в опоре Д и под червяком в сечении Е:

; .

9. Конструирование промежуточного вала зубчато-червячного редуктора (рис. 34).

Рис. 34. Промежуточный вал зубчато-червячного редуктора

15.3. Расчет тихоходного вала червячного редуктора

Рис. 35. Эпюры моментов тихоходного вала зубчато-червячного редуктора

Дано: силы, действующие на вал , , , делительный диаметр червячного колеса (рис. 35). Размеры m, n, p определяют по эскизной компоновке редуктора. 1. Определить реакции в опорах Ж и З в вертикальной плоскости у из суммы моментов относительно опоры Ж: ; ; ; . 2. Построить эпюру моментов в плоскости y. 3. Определить реакции в опорах Ж и З в горизонтальной плоскости x из суммы моментов относительно опоры Ж: ; ; ; . 4. Построить эпюру моментов в плоскости х: 5. Построить эпюру вращающего момента . 6. Определить момент изгибающий в сечении К: .

7. Определить момент эквивалентный в опоре Ж и сечении К:

; .

8. Определить диаметры вала в опоре Ж и сечении К:

;.

Диаметры вала в сечении К и опоре Ж принимаются в сторону увеличения от расчетного значения на 3…5 мм, в опоре Ж диаметр вала должен быть кратным 5 без остатка.

9. Конструирование тихоходного вала зубчато-червячного редуктора (рис. 36).

Рис. 36. Тихоходный вал зубчато-червячного редуктора