3.1 Ведущий вал.
Из предыдущих расчетов берем:
Моменты
на валах
=53,05
Нм,
=111,26
Нм, делительные диаметры шестерни и
колеса
=53,2
мм и
=266,8
мм.
Межосевое
расстояние:
мм
Ширина венца зубчатого колеса:
,
где
-коэффициент ширины венца.
Для прямозубых цилиндрических передач при симметричном расположении
колес =0,4…0,5.
Примем =0,4.
мм.
Примем
=64мм
Ширина венца шестерни выполняется на 2…4 мм больше, что обеспечивает
перекрытие зубьев по их длине для лучшей приработки.
мм.
Диаметр вала под ведомый шкив клиноременной передачи (диаметр хвостовика вала).
где
=15…20
МПа –допускаемое касательное напряжение
при кручении, пониженное для учета
изгиба хвостовика нагрузкой от ременной
передачи.
мм
Т.к. шпоночная канавка под шкив ослабляет сечение вала, его диаметр увеличивают на 5…8 % .
мм.
Примем
с учетом стандарта …………………….
=30
мм.
Диаметры остальных участков вала принимаем с последовательным их увеличением.
Диаметр
вала под уплотнение ………………….
мм
Диаметр
вала под подшипник качения ……….
мм,
Диаметр
вала под шестерню ……………………
мм.
С учетом мм, выбираем по стандарту радиальный, однорядный, несамоустанавливающийся шарикоподшипник легкой серии 208.
Параметры подшипника:
внутренний
диаметр ………………………………
=40
мм,
наружный диаметр …………………………………D=80 мм,
ширина ………………………………………………B=18 мм,
динамическая
грузоподъемность ………………….
=32,0
кН.
Проверим , как будет выполнен вал и шестерня:
-2,2<5
Из этого неравенства следует то, что вал и шестерня выполнены совместно.
Длины отдельных участков вала.
Длина
хвостовика
.
Примем
мм.
Длину участка вала под уплотнение можно принять равной ширине подшипника 18 мм.
Для предотвращения вымывания консистентной смазки из подшипников жидкой смазкой редуктора с внутренней стороны на валу устанавливаются мазеудерживающие кольца. Их ширина принимается равной 8…12 мм.
Между внутренней стенкой корпуса редуктора и боковой поверхностью шестерни должен быть обеспечен зазор А = 8…10 мм.
Таким образом, длина консольной части вала:
мм.
Половина длины пролетной части вала:
мм.
Вся
длина пролета
мм.
По
полученным размерам вычерчиваем эскиз
вала, схему его нагружения внешними
силами, определяем опорные реакции в
подшипниках в вертикальной и горизонтальной
плоскостях и строим эпюры внутренних
усилий
и
.
Исходные данные к расчету ведущего вала:
=6
кH
,
.
кН.
кН.
=4
кН 
=1.5
кН
Вертикальная плоскость YOZ.
Сумма моментов относительно точки А:
Отсюда
=
4,41
кН.
Сумма моментов относительно точки В:
Отсюда
кН.
Проверка реакций – сумма проекций сил на ось y:
Горизонтальная плоскость XOZ:
Сумма моментов относительно точки А:
Сумма моментов относительно точки В:
Отсюда
кН.
Проверка реакций – сумма проекций сил на ось X:
1. эпюр МZ
Крутящий момент на ведущем валуна участке от О до К равен моменту Т1.
=Т1=53,05
Нм
2. эпюр МX
3. эпюр МY
4. эпюра МИ
Проверка статистической прочности вала.
Сечение А :
Диаметр
вала в сечении А -
мм, осевой момент сопротивления вала:
Сечение К (под шестерней):
Диаметр
вала в сечении К -
мм., но сечение
ослаблено шпоночной канавкой.
Проверка крутильной жесткости вала.
Так как вал редуктора передает крутящий момент, который в процессе работы может изменяться, возможно появление крутильного колебания вала. Поэтому необходима проверка его крутильной жесткости по формуле:
,
где
- минимальный полярный момент инерции
сечения вала в его самой тонкой части
.
Для
заданного расчета примем
Таким образом, крутильная жесткость вала обеспечивается.
Проверка на выносливость.
Моменты сопротивления сечения А:
Амплитудные напряжения в опасных сечениях:
Коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям:
