Уточняем межосевое расстояние

мм.

Делительные диаметры:

мм;

мм.

Ширина венца:

мм.

Диаметры основных окружностей колес:

мм;

мм.

Расчет валов

Выбор материала валов.

Для правильного выбора материалов валов и термообработки их необходимо знать тип подшипников, в которых вращается вал, характер посадок деталей на валу (подвижные или с натягом), характер действующей нагрузки.

Первый вал быстроходный, вращается в подшипниках качения. На шпонках насажено зубчатое колесо Z₁. На валу ведомый шкив ременной передачи. Трущихся поверхностей на валу нет. Для обеспечения достаточной износостойкости поверхностей этого вала выбираем легированную сталь 40X. Для условий крупносерийного производства приемлемым видом термообработки поверхностей является закалка с нагревом ТВЧ до твердости HRC 50…54. Механические характеристики: d_В=730 МПа,d_Т=500 МПа, t_Т=280 МПа, d_-1=320 МПа, t_-1=200 МПа, Y_В=0.1, Y_t=0.05.

На втором, третьем и четвертом валах, вращающихся в подшипниках качения, на шпонках насажены зубчатые колеса Z₂, Z₃, Z₄, Z₅ и две звездочки. Трущихся поверхностей на валу нет. Наиболее подходящим материалом является сталь 45. Термообработка – улучшение, твердость не менее HB 200. Механические характеристики: d_В=560 МПа,d_Т=280 МПа, t_Т=180 МПа, d_-1=250 МПа, t_-1=150 МПа, Y_В=0, Y_t=0.

Пятый вал вращается в подшипниках качения. На шпонках насажено зубчатое колесо Z₆. На валу расположено упругая втулочно-пальцевая муфта. Материал и термообработку принимаем теми же, что и для первого вала.

Ориентировочный расчет диаметров валов.

Диаметр 5-го вала

мм.

Диаметр 4-го вала

мм.

Диаметр 3-го вала

мм.

Диаметр 2-го вала

мм.

Диаметр 1-го вала

мм.

Расчет тихоходного вала редуктора.

Окружная сила на зубчатом колесе:

Н.

Радиальная сила (

)

Н.

Сила действия муфты:

Fm=0.3*Ft, Fm=669.3 H.

Для вертикальной плоскости.

SM(A)=0: Fr*140-Bb*280=0;

Bb=Fr*140/280=406.25 H.

SM(B)=0: Ab*280-Fr*140=0;

Ab=Fr*140/280=406.25 H.

Для горизонтальной плоскости.

SM(A)=0: Ft*140-Bг*280-Fm*520=0;

Bг=(Ft*140-Fm*520)/280=-127.5 H.

SM(B)=0: Aг*280-Ft*140-Fm*240=0;

Aг=(Ft*140+Fm*240)/280=1689.9 H.

Вертикальная плоскость.

Для I-го участка:

M(x)=Ab*x;

M(0)=0 H*м;

M(140)=Ab*140=56.88 H*м.

Для II-го учaстка:

M(x)=Ab*(140+x)-Fr*x;

M(0)=Ab*140=56.88 H*м;

М(140)=Ab*280-Fr*140=0 H*м.

Горизонтальная плоскость.

Для I-го участка:

M(x)=Aг*x;

M(0)=0 Н*м;

M(140)=Aг*140=236.59 Н*м.

Для II-го участка:

M(x)=Aг*(140+x)-Ft*x;

M(0)=Aг*140=236.59 Н*м;

M(140)=Aг*280-Ft*140=160.69 Н*м.

Для III-го участка:

M(x)=Aг*(280+x)-Ft(140+x)+Bг*x;

M(0)=Aг*280-Ft*140=160.69 H*м;

M(240)=Aг*520-Ft*380+Bг*240=-12 Н*м.

Значение суммарного изгибающего момента

Н*м.

Эквивалентный момент

Н*м.

Диаметр вала в расчитываемом сечении

мм.

Нагрузка в опоре А

Н. Нагрузка в опоре В

Н.

Предварительная динамическая эквивалентная нагрузка при

Н.

Потребная ориентировочная динамическая грузоподъемность при

Н.

Выбираем подшипник средней серии с условным номером 320 и грузоподъемностью 136 кН:

мм,

мм.

Выбираем шпонку по СТ СЭВ 189-75:

мм,

мм.

Рабочая длина шпонки при

МПа

мм.

Полная длина

мм.

Принимаем длину шпонки под колесо

мм, под муфту l=100 мм.

Окончательный расчет валов.

По аналогии с предыдущим расчитываем оставшиеся валы.

4-й вал:

диаметр вала 75 мм;

выбираем подшипник средней серии с условным номером 315 и грузоподъемностью 89 кН: d=75мм, D=160 мм, B=37мм, r=3.5 мм;

выбираем шпонку по СТ СЭВ 189-75 b=22 мм, h=14 мм, t1=9 мм, t2=5.4 мм, под колесо l=100 мм, под звездочку l=90 мм.

3-й вал:

диаметр вала 60 мм;

выбираем подшипник средней серии с условным номером 312 и грузоподъемностью 64,1 кН: d=60 мм, D=130 мм, B=31мм, r=3.5 мм;

выбираем шпонку по СТ СЭВ 189-75 b=18 мм, h=11 мм, t1=7 мм, t2=4.4 мм, под звездочку l=90 мм, под колесо l=80 мм.

2-й вал:

диаметр вала 45 мм;

выбираем подшипник средней серии с условным номером 309 и грузоподъемностью 37.8 кН: d=45 мм, D=100 мм, B=25 мм, r=2.5 мм;

выбираем шпонку по СТ СЭВ 189-75 b=14 мм, h=9 мм, t1=5.5 мм, t2=3.8 мм, под меньшее колесо l=63мм, под большее колесо l=70 мм.

1-й вал:

диаметр вала 35 мм;

выбираем подшипник средней серии с условным номером 307 и грузоподъемностью 26,2 кН: d=35мм, D=80 мм, B=21мм, r=2.5 мм;

выбираем шпонку по СТ СЭВ 189-75 b=10мм, h=8мм, t1=5мм, t2=3,3мм, под меньшее колесо l=36мм, под большее колесо l=50 мм.

Подбор и проверочный расчет муфты.

Для присоединения четвертого вала привода к нагрузке применим упругую втулочно-пальцевую муфту (МУВП), размеры которой выберем по таблице в зависимости от допускаемого момента T_kp=2000 Н*м: d₁=110; d₂=48; l=105; l₁=30; l₂=48; B=8; L=218; D=260; d=63; D₁=200; B₁=71.

Размер пальцев и втулок для упругой втулочно-пальцевой муфты, мм: d₀=24; d₁=M16; d₂=13; d₃=32; l=106; l₁=52; l₂=24; l₃=3; l₄=5; b=3; b=2; l₅=44; l₆=6; t=11; S=8; D=4.5; d₄=32; d₅=32.