Эскизная компоновка ведомого вала

Назначаем предварительно подшипники шариковые радиальные однорядные средней серии по мм подшипник №309, у которого D_п=100мм; В_п=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

l_ст=b+10мм – длина ступицы колеса:

l_ст=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:

m_а=[Fa×d/2]:

m_а=2,33·16,3×/2;

m_а=18,99Н×м.

Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.

1åm_Ау=0

-R_By·(a+b)+F_r·a- m_а=0

R_By=(F_r·а- m_а)/ (a+b);

R_By= -(11,1*37,5-18,99)/75;

R_By==-5,8Н

Принимаем R_By=-5,8Н

2åm_Ву=0

R_Аy·(a+b)-F_r·b- m_а=0

R_Аy==(F_r·b+ m_а)/ (a+b);

R_Аy =(-5,8+11,1+(-5,30);

R_Аy =0Н

Принимаем R_Аy=0Н

Проверка:

åF_Ку=0

R_Аy- F_r+ R_By=(-5,8)+11,1+(-5,30)=0

Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:

М_1у=0;

М_2у= R_Аy·а;

М_2у=5,8·37,5-18,99;

М_2у =198,5Нм;

М_2’у= М_2у- m_а(слева);

М_2’у=5,8*37,5-18,99;

М_2’у =198,5Нм;

М_3у=5,8(37,5+37,5)-11,1*37,5-18,99;

М_4у=-0,24;

Строим эпюру изгибающих моментов М_у, Нм (рис.6)

Рис.6 Эпюры изгибающих и крутящих моментов ведомого вала.

Рассматриваем горизонтальную плоскость (ось х)

1åm_Ах=0;

F_М·(a+b+с)-R_Вх·(a+b)- F_t·a=0;

R_Вх=-84,416*(37,5+37,5+64,5)/75;

R_Вх=-157,01Н

2åm_Вх=0;

-R_Ах·(a+b)+F_t·b+F_м·с= 0;

R_Ах=(-84,416×64,5)/75;

R_Ах=-72,60Н

Проверка

åm_Кх=0;

-R_Ах+ F_t- F_м+R_Вх=72,60-157,01+84,416=0,006

Назначаем характерные точки 1,2,2’,3 и 4 и определяем в них изгибающие моменты:

М_1х=0;

М_2х= -R_Ах·а;

М_2х=-72,60·37,5:

М_2х=-2722,5Нм;

М_3х=- F_м ·с;

М_3х=-5445Нм

М_4х=0;

Строим эпюру изгибающих моментов М_х.

Крутящий момент

Т_I-I=0;

Т_II-II=T₁=F_t·d/2;

Т_II-II=211,04×16,3/2;

Т_II-II=1719Нм