Привод индивидуальный (стр. 4 из 5)
Рис.6 Эпюры изгибающих моментов быстроходного вала
ΣМ2x=0; Fm1·0,02- Ft1·0,03+ RВx·0,06=0;
RВx= (58,3·0,03- 64,5·0,02)/ 0,06;
RВx=7,7Н
Определяем изгибающие моменты:
М1х=0;
М2= -Fm1·0,04
М2х=-64,5·0,04;
М2х=-2,6Нм;
М3хсправа=-Fm1·0,1+RВх ·0,03;
М3хсправа==-64,5·0,1+7,7 ·0,03;
М3хсправа=-6,2Нм;
М3х=- RАх ·0,03;
М3х=- 137 ·0,03;
М3х=- 4,1;
М4х=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Мх. Крутящий момент
Т1-1= Т2-2= Т3-3= T1=0,85Нм;
T4-4=0.
Определяем суммарные радиальные реакции [4,рис 8.2]:
; 
; 
; 
Н; 
; 
Н.Определяем результирующий изгибающий момент в наиболее опасном сечении (в точке 3) [4,рис 8.2]:
; 
; 
Нм2.Эквивалентный момент:
; 
; 
Нм2.5.3 Расчет промежуточного вала - червяка
Назначаем материал вала. Принимаем сталь 40Х, для которой [1, табл.8.4] σв=730Н/мм2;
Н/мм2; 
Н/мм2; 
Н/мм2.Определяем диаметр выходного конца червяка израсчёта на чистое кручение
;где [τк]=(20…25)Мпа [1,c.161]
Принимаем [τк]=20Мпа.
; 
мм.Принимаем dв=8мм.
Принимаем диаметр вала под подшипник 10мм.
Намечаем приближенную конструкцию червяка (рис.7), увеличивая диаметр ступеней вала на 5…6мм
Рис.7 Приближенная конструкция промежуточного вала
х=8мм;
W=20мм;
r=2,5мм;
b2=18мм;
b3=28мм.
Расстояние l определяем из суммарных расстояний тихоходного и быстроходного валов с зазором между ними 25…35мм.
l=60+30+30=120мм.
l1=30мм; l2=30мм.
Учитывая, что осевые нагрузки на валу имеются предварительно назначаем подшипники шариковые радиально-упорные однорядные серии диаметров 1 по
мм подшипник №36100К6, у которого Dп=26мм; Вп=8мм [4,табл.К27].Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.
Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)
Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.
åМСу=0;
-RDу·0,09+Fr3·0,03+Fr2·0,12=0
RDy=(262,5·0,03+21,2·0,12)/ 0,09;
RDy==116Н.
åМDу=0;
RCy·0,09- Fr3·0,06+ Fr2·0,03=0;
RCy=(262,5·0,06-21,2·0,03)/ 0,09;
RCy=168Н.
Назначаем характерные точки 1, 2, 3, и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
М1у=0;
М2у=-RCy·0,03;
М2у=-5Нм;
М3услева=-RCy·0,09+Fr3·0,06;
М3услева=0,6Нм
М3усправа= Fr2·0,03;
М3усправа= 0,6Нм
М4у=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм (рис.8).
Определяем реакции в подшипниках в горизонтальной плоскости.
åМСх=0;
RDx·0,09-Ft3·0,03-Ft2·0,12=0;
RDx=( 262,5·0,03+ 58,3·0,12)/0,09;
RDx=87,5Н;
åМDх=0;
RCx·0,09- Ft3·0,06-Ft2·0,03=0;
RCx=(262,5·0,03+58,3·0,06)/ 0,09;
RCx=126Н.
Назначаем характерные точки 1, 2, 3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
М1x=0;
М2x=-RCx·0,03;
М2x=-3,8Нм;
М3xслева= -RCx·0,09-Ft3·0,06;
М3xслева=-27Нм;
М3xсправа= Ft2·0,03;
М3xсправа=1,7Нм;
М4у=0.
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм (рис.8)
Рис.8 Эпюры изгибающих и крутящих моментов промежуточного вала.
Крутящий момент
Т1-1=0;
Т2-2=-Т3-3=- T2=-2,1Нм;
Т4-4=0.
Определяем суммарные радиальные реакции [4,рис 8.2]:
; 
; 
; 
Н; 
; 
Н.Определяем результирующий изгибающий момент в наиболее опасном сечении (в точке 3) [4,рис 8.2]:
; 
; 
Нм.Эквивалентный момент:
; 
; 
Нм.Все рассчитанные значения сводим в табл.5.
Таблица 5
Параметры валов
| R1,H | R2,H | MИ, Нм | MИэкв, Нм | |
| Тихоходный вал | 4821 | 798 | 144 | 146 |
| Быстроходный вал | 137,4 | 13,1 | 6,2 | 6,3 |
| Промежуточный вал - червяк | 1419 | 405 | 92,5 | 93 |
6 Подбор и проверочный расчет шпонок
Выбор и проверочный расчет шпоночных соединений проводим по [4]. Обозначения используемых размеров приведены на рис.9.
Рис.9 Сечение вала по шпонке
6.1 Шпонки быстроходного вала
Для выходного конца быстроходного вала при d=6 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами по ГОСТ23360-78 bxh=2x2 мм2 при t=1,2мм (рис.9).
При длине ступицы полумуфты lм=16 мм выбираем длину шпонки l=14мм.
Материал шпонки – сталь 40Х нормализованная. Напряжения смятия и условия прочности определяем по формуле:
(6.1)где Т – передаваемый момент, Н×мм; Т1=0,85 Н×м.
lр – рабочая длина шпонки, при скругленных концах lр=l-b,мм;
[s]см – допускаемое напряжение смятия.
С учетом того, что на выходном конце быстроходного вала устанавливается полумуфта из ст.3 ([s]см=110…190 Н/мм2) вычисляем:
Условие выполняется.
Для зубчатого колеса вала при d=15 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=5x5 мм2 при t=3мм, t1=2,3мм. Т1=0,85Нм.
При длине ступицы шестерни lш=15 мм выбираем длину шпонки l=12мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжение смятия, подставив значения в формулу (6.1):
Условие выполняется.
6.2 Шпонки промежуточного вала
Для зубчатого колеса вала при d=8 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=2x2 мм2 при t=1,2мм, t1=1мм. Т2=2,1Нм. При длине ступицы шестерни lш=18 мм выбираем длину шпонки l=14мм.
Материал шпонки – сталь 45 нормализованная. Проверяем напряжение смятия, подставив значения в формулу (6.1):
Условие выполняется.
6.3 Шпонки тихоходного вала
Передаваемый момент Т3=21Нм.
Для выходного конца вала при d= 18мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=6x6 мм2 при t=3,5мм.
При длине ступицы полумуфты lМ=20 мм выбираем длину шпонки l=16мм.
Для червячного колеса тихоходного вала при d=30 мм подбираем призматическую шпонку со скругленными торцами bxh=8x7мм2 при t=4мм.
При длине ступицы шестерни lш=28 мм выбираем длину шпонки l=22мм.
С учетом того, что на ведомом валу устанавливается колесо из бронзы ([s]см=70…90 Н/мм2) вычисляем по формуле (6.1):
условие выполняется.
Таблица 6
Параметры шпонок и шпоночных соединений