4.2.Розрахунок веденого валу циліндричного прямозубого редуктора
1-а ступінь валу під елемент відкритої передачі чи полумуфту:
,
Мк=Т3
d1=
.
Приймаємо d1
= 50 мм;
l1 = (1,2…1,5)d1 = 80 мм.
2-а ступінь валу під ущільнення кришки з отвором і підшипник:
d2 = d1 + 2t = 50 + 2∙2,8 = 55,6 мм,
t – висота буртика, t = 2,8 мм
Приймаємо d2 = 55 мм.
l2=60 мм
3-а
ступінь валу під шестерню,
колесо:
d3 = d2 + 3,2r,
r – координата фаски підшипника, r = 3.
d3 = 55 + 3,2∙3 = 64,6 мм, приймаємо d3 = 60 мм.
l3=b3+2(5...10)=72+2∙6=84 мм
4-а ступінь валу під підшипник:
d4 = d2 = 55 мм,
l4=T=32 м
Ft=4083 H, Fr=1486, T3=574,2 H∙м, Q=700 H, d3=287,5 мм,
1.Складаємо просторову розрахункову схему навантаження вихідного валу циліндричного одноступінчастого редуктора.
2.Виділяємо силосі фактори, які створюють крутні моменти відносно вісі Х. Будуємо розрахункову схему та епюру крутних моментів Мкр(х).
T-MFt=0
T=MFt=Ft
H
м
3.Виділяємо силові фактори, які діють в площині УАХ, будуємо відповідну розрахункову схему та будуємо епюру згинаючих моментів Мz(х). Визначаємо реакції опор з рівнянь рівноваги статики.
Σ mA(
= 0:
.
Σ mB(
= 0:
H
Σ Fy = 0: YA + YB – Fr =743-1486+743=0
Розбиваємо балку на характерні ділянки
1)Ділянка АС: 0 ≤ х1 ≤ 0,0578 м;
Мz(x1) = YA∙x1;
Мz(0) = 0; Мz(0,0578) = 743∙ 0,0578 = 43,1 Н∙м
2)Ділянка CB: 0 ≤ х2 ≤ 0,0578 м;
Мz(x2) = YA∙ (0,0578+x2)-Fr ∙ x2;
Мz(0) = 43,1 H∙м; Мz(0,0578) = 743∙0,1156-1486∙0,0578=0 Н∙м.
3)Ділянка ВD: 0 ≤ х3 ≤ 0,106 м;
Мz(x3) = 0;
4.Виділяємо силові фактори, які спричиняють згин в площині ZАX. Будуємо розрахункову схему згину балки відносно вісі У та епюру згинаючих моментів Му(х). Визначаємо реакції опор з рівнянь рівноваги статики.
Σ mA( = 0 : -Ft ∙ 0,0578+ZB∙0,1156=0
ZB= H
Σ mB( = 0: -ZA∙ 0,1156+Ft ∙0,0578=0
ZA= H
Σ Fz
= 0
ZA-Ft+ZB=2041,5-4083+2041,5=0
5.Будуємо епюру згинаючих моментів Му(х), розділяючи вал на характерні ділянки:
1)Ділянка АС: 0 ≤ х1 ≤ 0,0578 м
My(x1)=ZA ∙x1
My(0)=0 My(0,0578)=2041,5 ∙0,0578=118,4 H ∙м
2)Ділянка CB: 0 ≤ х2 ≤ 0,0578 м;
Му(x2) =ZB∙x2;
Му(0) = 0; Му(0,0578) = 2041,5 ∙ 0,0578 = 118,4 Н∙м
3)Ділянка ВD: 0 ≤ х3 ≤ 0,106 м;
Мy(x3) = 0.
5.Визначаємо небезпечний переріз валу
Небезпечним є переріз С, для якого
Мкр = 574,2 Н∙м; Мz = 43,1 Н∙м; Му = 118,4 Н∙м.
Визначаємо еквівалентний (приведений) момент згідно з ІІІ теорією міцності за формулою
.
6. З умови міцності валу на згин з крученням визначаємо необхідний діаметр валу
.
d3=60 мм > d3' = 47.1 мм
Умова міцності виконується.
5.Вибір і перевірний розрахунок підшипників
5.1 Для ведучого валу технічні дані підшипників ролікових конічних однорядних. Середня серія.
Позначення 7308. d = 40 мм, D = 90 мм, T=25,5, b = 23 мм, r = 2,5 мм, r1 = 1 мм, c = 20 мм.
Приведене навантаження підшипників P=(Fr·x+FaY)Kб, x=1, y=0.
де Fr і Fa – відповідно радіальне і осьове навантаження підшипника, Н.
Kб = 1,5 - коефіцієнт безпеки.
Fa=0
Fr=2753 H,
P=2753∙1 = 4129,5 H.
Номінальний термін придатності
.
а=0,6…0,7 – коефіцієнт, який назначається в залежності від матеріалу підшипника і від умов експлуатації.
Показник m=10/3
С=66000 Н
n2=279,9 об/хв
Умова зносостійкості виконується.
5.2 Для веденого валу технічні дані підшипників ролікових конічних однорядних. Середня серія.
Позначення 7311. d = 55 мм, D = 120 мм, T=32, b = 29 мм, r = 3 мм, r1 = 1 мм, c = 25 мм.
Приведене навантаження підшипників P=(Fr·x+FaY)Kб, x=1, y=0.
де Fr і Fa – відповідно радіальне і осьове навантаження підшипника, Н.
Kб = 1,5 - коефіцієнт безпеки.
Fa=0
Fr=2172,5 H,
P=2172,5∙1,5 = 3258,75 H.
Номінальний термін придатності
.
а=0,6…0,7 – коефіцієнт, який назначається в залежності від матеріалу підшипника і від умов експлуатації.
Показник m=10/3
С=66000 Н
n2=70 об/хв
Умова зносостійкості виконується.