Схема усилий действующих на валы редуктора представлена на рис.2.
Назначаем материал вала. Принимаем сталь 40Х, для которой [2, табл.8.4] σв=730Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2; Н/мм2.
Определяем диаметр выходного конца вала под полумуфтой из расчёта на чистое кручение [2,c.161]:
где [τк]=(20…25)МПа
Принимаем [τк]=20МПа.
; мм.
Принимаем окончательно с учетом стандартного ряда размеров Rа20 (ГОСТ6636-69): мм.
Намечаем приближенную конструкцию ведомого вала редуктора (рис.3), увеличивая диаметр ступеней вала на 5…6мм, под уплотнение допускается на 2…4мм и под буртик на 10мм.
Рис.3 Приближенная конструкция тихоходного вала
мм;
мм – диаметр под уплотнение;
мм – диаметр под подшипник;
мм – диаметр под колесо;
мм – диаметр буртика;
b4=28мм.
Учитывая, что осевые нагрузки на валу имеются предварительно назначаем подшипники шариковые радиально-упорные однорядные серии диаметров 2 по мм подшипник №46205, у которого Dп=52мм; Вп=15мм [4,табл.К27].
Выбираем конструктивно остальные размеры: W=20мм; lм=20мм; l1=35мм; l=60мм; с=5мм.
|
|
Определим размеры для расчетов: l/2=30мм;
с=W/2+ l1+ lм/2=55мм – расстояние от оси полумуфты до оси подшипника.
Проводим расчет тихоходного вала на изгиб с кручением.
Заменяем вал балкой на опорах в местах подшипников (см. рис.4). Назначаем характерные точки 1,2, 3 и 4.
Определяем реакции в подшипниках в вертикальной плоскости.
ΣМ2y=0; RFy·0,06-Fr4·0,03=0
RFy= 262,5·0,03/ 0,06;
RЕy= RFy=131Н.
Определяем изгибающие моменты в характерных точках: М1у=0; М2у=0; М3у= RЕy·0,03; М3у =4Нм2; М3у=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Му, Нм2 (рис.3)
Определяем реакции в подшипниках в горизонтальной плоскости.
ΣМ4x=0; Fm2·0,115- RЕx·0,06+ Ft4·0,03=0;
RЕx=(1145·0,115+ 525·0,03)/ 0,06;
RЕx=4820Н;
ΣМ2x=0; -Fm2·0,055+ Ft4·0,03+ RFx·0,06=0;
RFx= (1145·0,055- 525·0,03)/ 0,06;
RFx=787Н.
Определяем изгибающие моменты:
М1х=0;
М2= -Fr4·0,03
М2х=-262,5·0,03;
М2х=-8Нм;
М3хслева=-Fm2·0,085-RЕх ·0,055;
М3хслева==-1145·0,085-787·0,03;
М3хслева=-121Нм;
М3х=- REх ·0,055;
М3х=- 4820 ·0,03;
М3х=- 144;
М4х=0;
Строим эпюру изгибающих моментов Мх.
Рис.4 Эпюры изгибающих моментов тихоходного вала
Крутящий момент Т1-1= Т2-2= Т3-3= T3=21Нм; T4-4=0.
Определяем суммарные радиальные реакции [4,рис 8.2]:
; ;
; Н;
; Н.
Определяем результирующий изгибающий момент в наиболее опасном сечении (в точке 3) [4,рис 8.2]:
; ; Нм2.
Эквивалентный момент:
; ; Нм2.