Материал: 2000
5. Оценка диаметров валов
Возьмем валы кольцевого сечения .
Примем допускаемые касательные напряжения равными
для входного вала [] = 65 Мпа, =0,8;
для выходного вала [] = 70 Мпа, =0,7;
для промежуточного вала [] = 75 Мпа, =0,75;
Определим диаметр первого вала:
Принимаем
dI
= 45 мм.
Определим диаметр второго вала:
Принимаем
dII
= 45 мм.
Определим диаметр третьего вала:
Принимаем
dIII
= 75 мм.
6. Предварительный подбор подшипников
Подбор подшипников проводим по справочнику-каталогу /2/.
Для входного вала возьмем шариковый двухрядный подшипник средней серии: 11309.
Для второго вала возьмем шариковый радиальный однорядный подшипник легкой
серии: 209.
Для выходного вала возьмем радиально-упорный однорядный конический роликовый подшипник легкой серии: 7515.
7. Определение сил в зацеплениях Определение сил в первой ступени:
Определение сил во второй ступени:
8.Подбор подшипников на заданный ресурс и надежность
Так как редуктор трехпоточный, то радиальный сферический двухрядный шарикоподшипник N11209, установленный на входном валу, не воспринимает ни каких сил, следовательно его расчет не проводим.
8.1 Расчет подшипников, установленных на промежуточных валах
В опоре А установлен шариковый радиальный однорядный подшипник N209, в опоре В— роликовый радиальный подшипник N2210. Найдем реакции в этих опорах, возникающих от действия сил в зацеплении в горизонтальной плоскости:
Найдем реакции в этих опорах, возникающих от действия сил в зацеплении в вертикальной плоскости:
Найдем полные реакции в опорах:
Таким образом, эквивалентная динамическая нагрузка:
Учитывая, что динамическая грузоподъемность для подшипника N209 С=27,5кН, m=3, а для
подшипника
N2210
С=38,7кН,
m=3,3
:
Долговечность подшипников обеспечена.
8.2 Расчет подшипников, установленных на выходном валу
Н
а
выходном валу, на который действуют
радиальная сила
и
осевая сила
,
устанавливаем роликовые конические
однорядные подшипники. В опоре А стоит
подшипник N7215А(
),
в опоре В— подшипник N2007115(
).
Найдем реакции, возникающие в опорах от действия радиальной силы :
Принимаю
Для подшипника №7215А (опора А):
определяем эквивалентную нагрузку:
,
,
.
;
находим ресурс:
;
Значит:
.
Долговечность подшипника обеспечена.
Для подшипника №2007115 (опора В):
определяем эквивалентную нагрузку:
,
,
.
;
находим ресурс:
;
Значит:
.
Долговечность подшипника обеспечена.
9. Расчет валов на прочность
Расчеты ведем с помощью / 3/.
9.1 Расчет на прочность входного вала
Выполним
расчет на прочность входного вала.
Крутящий момент
подводится
к шлицам и передается по валу к
цилиндрической прямозубой шестерне.
Так как редуктор трехпоточный, то
возникающие в зацеплении силы
компенсируются, т.е. на вал не действуют
никакие силы.
Расчетная схема вала с нагрузками представлена на рисунке:
Рисунок 2
Для вала шестерни, изготовленного из стали 20хн:
Переменный крутящий
момент от крутильных колебаний будем
считать равным 0,2 от номинального (
).
Учитывая приближенный характер расчета, устанавливаем [S]=1,8.
Примем в качестве расчетного следующее сечение:
(эвольвентные
шлицы с модулем m=2 мм)
Расчет ведем с помощью ЭВМ. Исходные данные и результаты расчета представлены в приложении А. Условие прочности выполняется. Большое значение запаса прочности не может быть уменьшено, так как иначе не будет обеспечена достаточная жесткость вала.
9.2 Расчет на прочность промежуточного вала
Выполним
расчет на прочность промежуточного
вала. Крутящий момент
подводится
к цилиндрическому колесу первой ступени
и передается по валу к цилиндрической
прямозубой шестерне. Возникающие в
зацеплении силы:
Расчетная схема вала с нагрузками представлена на рисунке 2.
Для вала шестерни, изготовленного из стали 20хн:
Переменный крутящий
момент от крутильных колебаний будем
считать равным 0,2 от номинального (
).
Учитывая приближенный характер расчета, устанавливаем [S]=1,8.
Примем в качестве расчетного следующее сечение:
(эвольвентные
шлицы с модулем m=2 мм)
(зубья
шестерни с модулем m=2,75
мм)
Расчет ведем с помощью ЭВМ. Исходные данные и результаты расчета представлены в приложении Б. Большие значения запаса прочности не могут быть уменьшены, так как иначе не будет обеспечена достаточная жесткость вала.