Редуктор цилиндрический (стр. 5 из 7)
;откуда
Условия равновесие
;откуда
Выполним проверку из условия равновесия проекций сил на ось X:
.Следовательно, реакции СX и DX найдены верно.
3. Радиальная нагрузка на опору С
.Радиальная нагрузка на опору D:
.4. Определяем изгибающие моменты в характерных сечениях вала
(используя формулы сопромата).
а) изгибающий момент в горизонтальной плоскости под подшипником С, D:
; 
б) изгибающий момент в вертикальной плоскости под подшипником С, D:
; 
в) изгибающий момент под колесом в горизонтальной и вертикальной плоскостях:
горизонтальная:
; вертикальная: 
г) изгибающий момент под муфтой в обеих плоскостях:
5. Определяем расчетный диаметр вала под подшипником С. Для этого сечения имеем:
Мгор = 0Н·м; Мвер = 162Н·м; Т2=164Н·м;
следовательно
; 
.Тогда
.По ГОСТ 6636-69 принимаем dC = 40мм.
Под подшипником D принимаем такой же диаметр, т.е. dC = dD = dп=40мм.
6. Определяем расчетный диаметр вала под колесом. Для этого сечения имеем:
Мгор = 33Н·м; Мвер = 69Н·м; Т2=164Н·м;
следовательно
; 
.Тогда
.С учетом ослабление вала шпоночной канавкой, увеличиваем диаметр вала на 10℅. Таким образом,
.Полученный диаметр
округляем по ГОСТ 6636-69 с таким расчетом, чтобы диаметр под колесом 
, т.е. 
37+2 39мм,по ГОСТ 6636-69 принимаем
= 42мм.7. Диаметр вала под муфту определен [см. п. 5] dм = 35 мм.
Таким образом, для данного вала имеем диаметры: dC= dD= dп = 40мм, dK=42мм, dМ = 35мм.
6.4. Расчет вала на выносливость
Примем, что нормальные напряжения осей изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательные осей кручения – по пульсирующему циклу. Определим коэффициент запаса прочности для опасного сечения вала и сравним с допускаемым значением запаса. Прочность соблюдается при
S > [S] = 1,5…2,0.
Коэффициенты запаса определяются по формулам:
,где
- коэффициенты запаса соответственно по нормальным и касательным напряжениям. Они определяются по формулам: 
; 
,где
- пределы выносливости материала вала; 
- амплитуда и среднее напряжение циклов нормальных и касательных напряжений. Для симметричного цикла нормальных напряжений 
= 0; 
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений; 
- масштабные факторы; 
- коэффициенты качества поверхности, принимаем равным единице; 
- коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла.Проверим на выносливость ведомый (тихоходный) вал, так как крутящий момент этого вала наибольший.
Материал вала – сталь 45, нормализация
= 570МПа; 
= 246МПа; 
= 142МПа.Рассмотрим сечение под подшипникам на него действуют изгибающие и крутящие моменты. Концентрация напряжений вызвана напрессовкой подшипника.
Суммарный изгибающий момент:
.Моменты сопротивления изгибу и кручению:
; 
.Коэффициенты понижения пределов выносливости:
= 1 (шлифование); 
.Амплитуда нормальных напряжений:
.Амплитуда и среднее напряжение цикла касательных напряжений:
.Определяем коэффициенты запаса прочности:
; 
; 
.В рассматриваемом случае условие S > [S] = 1,5…2,0 выполняется.
7. Выбор и расчет подшипников
7.1. Выбор подшипников быстроходного вала
Исходные данные: радиальные нагрузки на подшипники FrA=260Н, FrB=2145Н; внешняя осевая нагрузка Fa1= 0H; частота вращения вала п1=735об/мин; диаметр вала под подшипниками dn=25мм; расстояние между подшипниками l=104мм; требуемый ресурс подшипников [Lh]=15000 ч; режим работы – умеренные толчки; температура подшипникового узла t<100˚С.
1. На подшипники действуют радиальные усилия, поэтому назначаем радиальные однорядные шарикоподшипники по ГОСТ 8338-75 как наиболее распространенный тип подшипников для передачи с цилиндрическими зубчатыми колесами.
2. Выбираем схему установки подшипников.
Схема установки радиально подшипников (в распор, в растяжку, со сдвоенной опорой) назначается в зависимости от вида подшипников (шариковые или роликовые), его внутреннего диаметра dn и расстояния между подшипниками l.
В нашем случае при dn=25мм и l=104мм принимаем схему установки подшипников «в распорку», для шарикоподшипников
.3. Назначаем типоразмер подшипника. Исходя из того, что диаметр вала под подшипник равен dn=25мм, назначаем шарикоподшипник легкой серии: типоразмер 205, имеющий dn=25мм, D = 52 мм, динамическую грузоподъемность С = 14кН, статическую грузоподъемность С0 = 7кН.
 |
4. Определяем основные составляющие радиальных нагрузок на подшипники.
Для шарикоподшипников
,где
определяется по таблице (в нашем случае, для подшипника 205 имеем е = 0,19); 
- радиальная нагрузка на подшипник.