Кинематическая схема редуктора (стр. 3 из 4)

d_w2=280,67 мм

b_w1= b_w2+3…5=75 мм

b_w2=71 мм

мм

3.2 Компоновка валов

3.2.1 Расчет диаметров хвостовиков валов

d_1i=

где

- диаметр хвостовиков

- для быстроходного вала

- для тихоходного вала

- крутящие моменты на валах,

Т₁=148,9∙10³ Н×м

Т₂=512,7∙ 10³ Н×м

[τ]- допускаемое заниженное касательное напряжение

[τ]=15…20 МПа=18 МПа

d_1Б=

34,58 мм

[1, с. 161]

=36 мм

d_1Т=

52,22 мм

d_1Т=55 мм

d_1Б =36 мм d_2Б =45 мм d_3Б =50 мм

d_1Т =55 мм d_2Т =60 мм d_3Т =65 мм d_4Т =70 мм d_5Т = d_4Т +10 d_5Т = 80 мм

1 – участок для установки полумуфты, соединительной муфты

2 – участок, контактирующий с уплотнением в сквозной крышке подшипника

3 – участки для установки внутренних колец подшипников качения

4 – участок для установки ступицы колеса

5 – буртосевой фиксации ступицы колеса и внутреннего кольца подшипника

6 – конус центрирования шпоночного паза на ступице относительно шпонки, установленной на валу

3.3 Предварительный выбор подшипников

Предварительно выбираем радиальные шариковые однорядные подшипники легкой серии [1, c. 393, т. П.3]

3.3.1 Быстроходный вал

d=d_3Б =50 мм N210

c=35,1 кН с₀=19,8 кН

3.3.2 Тихоходный вал

d=d_3Т =65 мм N213

c=56 кН с₀=34 кН

3.4 Компоновка подшипников в корпусе редуктора

3.4.1. Выбор способа смазки подшипника

При v=1,2 м/с >1 м/с смазка подшипников жидкая

Заглубления подшипников в подшипниковые гнезда

с₂=3..5 мм=4 мм

3.5. Расчет расстояния между точкой приложения усилий зацеплений и опорами валов

a₁=

66,5 мм

a₂=

68 мм

4. Расчет валов

4.1 Определение усилий зацепления

F_t1= F_t2= F_t=3653,4 Н

F_r1= F_r2= F_t∙

1352,3 Н

F_a1= F_a2= F_t∙ tgβ= 3653,4∙tg10,4858=676,18 Н

4.2 Построение расчетных схем валов, определение опорных реакций, построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

4.2.1 Быстроходный вал

4.2.1.1 Вертикальная плоскость

R_AB=R_BB=

=1826,7 Н

М_1В=R_AB∙a₁=1826,7∙66,5∙10^-3=121,5 Н×м

T=T₁=148,9 Н×м

4.2.1.2 Горизонтальная плоскость

R_АГ=

= -877,8 Н

R_ВГ=

= - 474,5 Н

М_1Г=R_АГ∙а₁= -877,8∙66,5∙10^-3= -58,37 Н∙м

4.2.1.3 Расчет максимальных значений суммарной реакции в опорах и суммарного изгибающего момента

R_max=R₁=R_A=

=2026,6 Н

M₁=

=134,8 Н×м

4.2.2 Тихоходный вал

4.2.2.1 Вертикальная плоскость

R_CB=R_DB=

1826,7 Н

M_2B=R_CB∙a₂=1826,7∙68∙10^-3=124,2 Н∙м

T=T₂=512,7 Н×м

4.2.2.2 Горизонтальная плоскость

R_СГ=

- 21,5 Н

R_DГ=

1373,8

М_2г=R_DГ∙а₂=1373,8∙68∙10^-3=93,4 Н∙м

4.2.2.3 Суммарные значения

R_2max=R_D=

2285,6 Н

М₂=

155,4 Н∙м

4.3. Уточненный расчет валов

4.3.1 Быстроходный вал

Материалом вала является материал шестерни, т. е. сталь 45 с термообработкой улучшение. Предел прочности определяется диаметром заготовки вала, который является диаметром окружности вершин зубьев шестерни

d_a1 ≈ d_w1 + 2m = 79,33 + 2∙3 = 85,33 мм;

σ_в = 780 [1, с.34, т. 3.3]

S = S_τ =

, где:

τ_-1 – предел выносливости материала вала при симметричном цикле напряжения, МПа

τ_-1 = 0,58∙σ_-1;

σ_-1 = 0,43∙σ_в = 0,43∙780 = 335,4 МПа;

τ_-1 = 0,58∙335,4 = 194,532 МПа;

K_τ – коэффициент концентрации напряжения,

K_τ = 1,7 [1, с. 165, т. 8.5];

ε_τ – масштабный фактор,

ε_τ = 0,75 [1, с. 166, т. 8.8];

β – фактор поверхности,

β = 0,94 [1, с. 162];

τ_V– амплитуда цикла напряжения, МПа;

τ_m – среднее значение цикла напряжения, МПа;

τ_V = τ_m =

= =

τ_V=

7,98 МПа

ψ_τ – коэффициент чувствительности материала,

ψ_τ = 0,1 [1, с. 166];

S = S_τ =

9,7 > [S]=3,3

4.3.2 Тихоходный вал

Выбираем для вала сталь 45 с термообработкой улучшение.

Диаметр заготовки d_5Т = 80 мм

σ_в = 780 МПа [1, с. 34, т. 3.3]

d_4Т = 70 мм

S =

, где:

S_σ – запас прочности по нормальным напряжениям;

S_τ – запас прочности по касательным напряжениям

S_σ =

σ_-1 – предел выносливости материала вала при симметричном цикле напряжения, МПа

σ_-1 = 0,43∙σ_В = 0,43∙780 = 335,4 МПа;

K_σ – коэффициент концентрации напряжения,

K_σ = 1,8 [1, с. 165, т. 8.5];

ε_σ – масштабный фактор,

ε_σ = 0,76 [1, с. 166, т. 8.8];

β – фактор поверхности,

β = 0,94 [1, с. 162];

σ_V – амплитуда цикла напряжения, МПа

σ_V =

=

σ_V=

4,53МПа

ψ_σ – коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла,

ψ_σ = 0,2 [1, с. 166];

σ_m – среднее значение цикла напряжения,

σ_m=

0,17 МПа

S_τ=

29,3

S = S_τ =

d_a2=d_w2+2∙m=280,67+2∙3=286,67 мм

σ_в = 690 [1, с.34, т. 3.3]

τ_-1 = 0,58∙σ_-1;

σ_-1 = 0,43∙σ_в = 0,43∙690 = 296,7 МПа;

τ_-1 = 0,58∙296,7 = 172 МПа;

τ_V = τ_m =

= =