Назначаем предварительно подшипники шариковые радиальные однорядные средней серии по мм подшипник №309, у которого Dп=100мм; Вп=25мм [1,c.394, табл.П3].
Выполняем эскизную компоновку вала редуктора. Необходимо определить длину вала L и расстояния от середины подшипников до точек приложения нагрузок a, b и с (рис.5).
Рис.5 Эскизная компоновка ведомого вала
е=(8…12)мм – расстояние от торца подшипника до внутренней стенки корпуса редуктора;
К=5мм – расстояние от внутренней стенки корпуса до торца зубчатого колеса.
Принимаем
lст=b+10мм – длина ступицы колеса:
lст=14+10=24мм;
30мм - расстояние от торца подшипника до торца полумуфты.
Принимаем 40мм.
Определяем размеры а, b, с и L.
а=b=Вп/2+е+К+lст/2;
а=b=25/2+8+5+24/2;
а=b=37,5мм
с= Вп/2+40+lм/2;
с=25/2+40+24/2;
с=64,5мм
L=Вп/2+a+b+c+ lм/2;
L=25/2+37,5+37,5+64,5+24/2;
L=1645мм;
Принимаем L=164мм.
4.5 Расчет ведомого вала на изгиб с кручением.
Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников.
Рассматриваем вертикальную плоскость (ось у)
Изгибающий момент от осевой силы Fа будет:
mа=[Fa×d/2]:
|
|
mа=2,33·16,3×/2;
mа=18,99Н×м.
Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.
1åmАу=0
-RBy·(a+b)+Fr·a- mа=0
RBy=(Fr·а- mа)/ (a+b);
RBy= -(11,1*37,5-18,99)/75;
RBy==-5,8Н
Принимаем RBy=-5,8Н
2åmВу=0
RАy·(a+b)-Fr·b- mа=0
RАy==(Fr·b+ mа)/ (a+b);
RАy =(-5,8+11,1+(-5,30);
RАy =0Н
Принимаем RАy=0Н
Проверка:
åFКу=0
RАy- Fr+ RBy=(-5,8)+11,1+(-5,30)=0
Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
М1у=0;
М2у= RАy·а;
М2у=5,8·37,5-18,99;
М2у =198,5Нм;
М2’у= М2у- mа(слева);
М2’у=5,8*37,5-18,99;
М2’у =198,5Нм;
М3у=5,8(37,5+37,5)-11,1*37,5-18,99;
М4у=-0,24;
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм (рис.6)
Рис.6 Эпюры изгибающих и крутящих моментов ведомого вала.
Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)
1åmАх=0;
FМ·(a+b+с)-RВх·(a+b)- Ft·a=0;
RВх=-84,416*(37,5+37,5+64,5)/75;
RВх=-157,01Н
2åmВх=0;
-RАх·(a+b)+Ft·b+Fм·с= 0;
RАх=(-84,416×64,5)/75;
RАх=-72,60Н
Проверка
åmКх=0;
-RАх+ Ft- Fм+RВх=72,60-157,01+84,416=0,006
Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:
М1х=0;
М2х= -RАх·а;
М2х=-72,60·37,5:
М2х=-2722,5Нм;
М3х=- Fм ·с;
М3х=-5445Нм
М4х=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Мх.
Крутящий момент
ТI-I=0;
ТII-II=T1=Ft·d/2;
ТII-II=211,04×16,3/2;
ТII-II=1719Нм