Глава 5 расчет валов на прочность

Построение схемы нагружения зубчатых колес.

Рисунок 2 – Схема нагружения зубчатых колес цилиндрического двухступенчатого редуктора с раздвоенной ступенью и силами, действующими в зацеплении.

Определяем силы, действующие в зацеплении двухступенчатого цилиндрического редуктора.

Прямозубая быстроходная пара:

– окружная сила:

(59)

– радиальная сила:

(60)

(61)

– сила от несоосности валов, соединяемых муфтой:

(62)

Прямозубая тихоходная пара:

(63)

(64)

(65)

5.1 Расчет ведущего вала

Строим расчетную схему сил, действующих на вал 1 в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и эпюру крутящих моментов.

Рисунок 3-Расчетная схема ведущего вала

Определяем опорные реакции:

(66)

(67)

Проверка: – реакции найдены, верно.

Наибольшие изгибающие момент действует в месте посадки шестерни:

(68)

По результатам расчета строим эпюру изгибающих моментов от сил, действующих в вертикальной плоскости (рис 3).

Строим эпюру изгибающих моментов от сил, действующих на вал 1 в горизонтальной плоскости (рис 3).

Определяем опорные реакции:

(69)

(70)

Проверка: – опорные реакции найдены верно.

Наибольший изгибающий момент будет в сечении вала на опоре А:

(71)

Суммируем две полученные эпюры:

(72)

Строим эпюру в горизонтальной плоскости от силы F_r1:

Рисунок 4 – Эпюра в горизонтальной плоскости от силы F_r1

Определяем опорные реакции:

(73)

(74)

Проверка: – реакции найдены, верно.

Наибольший изгибающий момент будет в сечении вала на опоре А:

(75)

Определяем полный изгибающий момент:

(76)

Для подбора подшипников качения определяем реакции в опорах.

Опора А:

(77)

(78)

Опора В:

(79)

(80)

5.2 Расчет промежуточного вала

Строим расчетную схему сил, действующих на вал 2 (рис 5).

Строим эпюру изгибающих моментов от сил, действующих на промежуточный вал в вертикальной плоскости (рис 5).

Рисунок 5 – Расчетная схема сил, действующих на промежуточный вал

Определяем опорные реакции:

(81)

(82)

Проверка: опорные реакции найдены верно.

Находим значения изгибающих моментов в характерных сечениях вала:

–в месте посадки шестерни:

(83)

–в месте посадки зубчатого колеса:

(84)

Строим эпюру изгибающих моментов от сил, действующих на промежуточный вал в горизонтальной плоскости (рис 5).

Определяем опорные реакции:

(85)

(86)

Проверка: –опорные реакции найдены верно.

По результатам вычислений строим эпюру изгибающих моментов (рис 5).

Изгибающие моменты в сечение 2 и 3 будут равны:

(87)

(88)

Определим расчетные изгибающие моменты в опасных сечениях вала 2:

(89)

(90)

Для подбора подшипников качения определяем реакции в опорах вала С и D:

Опора C:

(91)

Опора D:

(92)