Курсовое и дипломное проектирование

5.5.1. Расчёт быстроходного вала

Â

FM1

Дано:

силы,

действующие

на

À

F

Á

валF

F ,

F ,

F

1

делительный диа-

r1

1

1

1

M

а

r

t

F

метр

цилиндрической

шестерни

d1

a1

(рис. 21).

Ft1

1. Определить реакцию в опореБ

a

a

b

из суммы

моментов

относительно

опоры Ав вертикальной плоскостиу:

1

∑ М уA = 0 ;

d

RAy

Fr1

RÁó

Fa

d1

− Fr

a +

+ RБу 2а = 0 ;

1

Fa1

1

2

ÝÌ

Fr a −

Fa1 d1

è

Ó

2

RБу

=

;

1

Fa1 Äd1

2a

2. Определить реакцию в опореА

2

RÁ

Äà

из суммы

моментов

относительно

Ó

R

F

R

FM1

опоры Бв вертикальной плоскостиу

t1

ÁÕ

A

∑ М уБ = 0 ;

Ó

RAÓ

Äà

FM1 Äb

Fr a +

F d

1

− RАу 2а = 0 ;

a

1

1

2

ÝÌè

Fa d1

Õ

Fr1 a +

T

1

RАу

=

1

2 .

ÝÒ1

2a

Рис. 21. Эпюры моментов

M эквВ =

2

2

+ T

2

МиуВ

+ МихВ

.

7. Определить диаметр вала под шестерней: d В = 3

МэквВ

0,1[σ

и

]

.

Диаметр вала должен быть меньше диаметра впадин шестерни dВ

< d f

1

не менее чем на 7 мм, если диаметр вала dВ будет меньше d f

1

более чем на

b1

f1

d

1

d

ï

d

d

a

a

b

Рис. 22. Вал-шестерня

5.5.2. Расчёт промежуточного вала

C

Å

Ä

Дано: силы, действующие

на

Fr3

валFа

2

Fr

, Ft

, Fа

, Fr

,

Ft

3

средний дели-

F

Ft2

2

2

3

3

F

тельный диаметр колеса d2 ,

и червяка

r2

Ft3

a3

d3 (рис. 23).

F

l

k

a

a2

Размеры l, k,

а определяют по эс-

3

кизной компоновке редуктора.

d

Fr3

RCy

RÄó

Fr2

1. Определить реакции в опорах С

2

и Д в вертикальной плоскости

у

из

d

F

F

суммы моментов относительно опоры

a2

a3

С:

Fr2 Äà

F

Äd

∑Ì

= 0 ;

a2

2

2

Cy

Fa3 d3

Fa2 d2

ÝÌ

−Fr l −

+RДy(l +k)−

−Fr (l +k +a) =0;

è

ó

2

2

3

2

RCy Äl

Fa3 Äd3

Fr3 l +

F d

3

−

F d

2

−F r2 (l + k

+ a)

2

a3

a2

RДу =

2

2

;

l + k

RCx

F

RÄõ

F

∑Ì

= 0 ;

t3

t2

Äy

− RCy (l + k ) + Fr k −

Fa

d3

− Fr a −

Fa

d

2

= 0

3

2

2

2

3

2

RCõ Äl

Ft2 Äà

;

k −

Fa3 d3

−

Fa2 d2

−F r a

Fr

=

2

2

RCу

3

2

;

ÝÌè

l + k

õ

∑Fy = 0; RCy − Fr3

− Fr2

+ RДу = 0 .

Ò2

2. Построить эпюру моментов в гори-

ÝÒ2

зонтальной плоскости y.

3. Определить реакции в опорах С и Д

Рис. 23. Эпюры моментов проме-

в горизонтальной плоскости x из сум-

жуточного вала зубчато-

мы моментов относительно опоры С:

чевячного редуктора

∑Ì

Cx = 0 ;

Ft l − Ft

2

(l + k + a) + RДх (l + k ) = 0 ;

3

RДх = Ft2 (l + k + a)− Ft3 l ;

l + k

RCx = Ft3

+ RДx − Ft2 .

4. Построить эпюру моментов в горизонтальной плоскости x.

M иД =

М

2

2

; M иЕ =

2

+ М

2

иДу + МиДх

МиЕу

иЕх .

7. Определить эквивалентный момент в опоре Д и сечении Е под червя-

ком:

M эквД

=

М

2

+ Т

2

иД

2 ;

M эквЕ

=

М

2

+ Т

2

иЕ

2 .

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

d

Д =

M экв

Д

;

d

Е =

M

эквЕ

< d f

.

3

3

0,1[σ и ]

0,1[σ и ]

3

9. Конструирование промежуточного вала зубчато-червячного редукто-

ра (рис. 24).

ï

a3

3

ï

d

d

d

d

2

f3

d

d

l

k

a

Рис. 24. Промежуточный вал зубчато-червячного редуктора

5.5.3. Расчёт тихоходного вала

4

Ê

Fa4

Дано:

силы,

действующие на

F

валFа

, Fr

,

Ft

,

FM

d

делительный

M

4

4

4

2

2

Ft4

диаметр

червячного

колеса

Æ

Fr4

Ç

d4 (рис. 25).

Размеры m, n, p определяют по

m

n

p

эскизной компоновке редуктора.

1. Определить реакции в опо-

Fa

рах Ж и З в вертикальной плоско-

сти у из суммы моментов относи-

RÆó

4

RÇó

тельно опоры Ж:

Fr

∑ Ì

Æó

= 0 ;

4

4

Fr n +

Fa4 d4

− RЗу (n + p) = 0 ;

d

2

Fa4 Äd4

4

Fr4 n +

Fa4 d 4

2

RÇó Äð

RЗу

=

2

;

n + p

RЖу = Fr 4

− RЗу .

2.

Построить эпюру моментов

ÝÌè

в плоскостиy.

Ó

3. Определить реакции в опо-

FM2

RÆx

Ft4

RÇx

рах Ж и З в горизонтальной плос-

кости x из суммы моментов отно-

сительно опоры Ж:

∑Ě Ćx

= 0 ;

RÇx Äð

FM 2 m + Ft4 n − RЗx (n + p) = 0 ;

F

Äm

RЗx

=

FM 2 m + Ft4 n

n + p

;

M2

ÝÌè

RЖx = Ft4

− FM 2 − RЗx .

4. Построить эпюру моментов в

X

плоскости х:

Ò3

5. Построить эпюру вращающего

ÝÒ3

момента T3 .

6. Определить момент изгибаю-

Рис. 25. Эпюры моментов

щий в сечении К:

тихоходного вала зубчато-червячного

M иК

=

2

+ М

2

редуктора

МиКу

иКх .

66

5.6.1. Расчет быстроходного вала

двухступенчатого червячного редуктора

FM1

1

Дано: силы, действующие на валFа ,

1

d

Fr1

Á

Fr1 , Ft1 , FM1 , делительный диаметр червя-

A

каd1 (рис. 30).Размеры a, b определяют по

w1

Ò

F

B

Fa1

эскизной компоновке редуктора.

1

t1

1. Определить реакции в опорах А и Б

a

b

b

в вертикальной плоскости у из суммы мо-

ментов относительно опоры А:

RAy

1

Fr1

RÁy

∑

М

Ay

= 0 ;

d

Fa d1

− Fr b −

+ RБу 2b = 0 .

1

2

1

Fa1

Реакция в опоре Б:

Fr b +

Fa

d1

RAy Äb

1

=

2 .

RБу

1

2b

2. Сумма моментов относительно опо-

RBy Äb

ры Бв вертикальной плоскости

у: ∑ МБy

= 0 ;

Fa

d1

FM1

RAx

Ft1

RÁx

− RAy 2b + Fr1 b −

= 0 .Реа

1