Проектирование привода рабочей машины, страница 5

ψσ, ψτ – коэффициенты, характеризующие чувствительность материала к асимметрии цикла нагружения, ψσ=0, ψτ=0.

5.1.Ориентировочный расчет валов:

Определяем диаметры входного вала:

мм

где -крутящий момент на валу шестерни, Нм; -допускаемое касательное напряжение, МПа. =т.к вал промежуточный .

Принимаем диаметр входного конца входного вала редуктора по стандартному ряду  

Определяем диаметры выходного вала редуктора:

мм

где -крутящий момент на валу колеса, Нм; -допускаемое касательное напряжение, МПа. =.

Принимаем диаметр входного конца выходного вала редуктора по стандартному ряду

Определяем диаметры остальных участков валов редуктора:

Конструктивное исполнение входного и выходного вылов редуктора показано на рис.1.

Рисунок 1- Конструкция входного и выходного валов редуктора

Определяем диаметры ступеней валов согласно выбранной конструкции  прибавляя к каждому предыдущему диаметру вала 2-5 мм и округляя согласно стандартного ряда Ra40.

Входной вал редуктора:

Диаметр входного конца вала

Диаметр вала под уплотнение и крышку подшипника:

Диаметр вала под подшипник:

Диаметр вала под шестерню:

Диаметр буртика:

Выходной вал редуктора:

Диаметр выходного конца вала

Диаметр вала под уплотнение и крышку подшипника:

Диаметр вала под подшипник:

Диаметр вала под зубчатое колесо:

Диаметр буртика:

По ГОСТ 8338-75 исходя из диаметров валов под подшипники предварительно выбираем шарикоподшипники радиальные однорядные лёгкой серии. Выписываем их габаритные размеры и грузоподъемность (табл.2).

Таблица 2 – Характеристики выбранных подшипников

Вал

Обозначение

d, мм

D, мм

B, мм

С, кН

Входной

208

40

80

18

17,8

Выходной

212

60

110

22

30,9

5.2. Эскизная компоновка редуктора

Компоновку цилиндрического редуктора (рис.2) проводим на основании геометрических параметров, найденных при расчете цилиндрического редуктора.

Согласно рекомендациям линии внутренних стенок редуктора проводим на расстоянии X=12мм от ширины и диаметра шестерни. Исходя из характеристик выбранных ранее подшипников (табл.2.), вычерчивают их на входном и выходном валах.

Расстояние между торцом подшипника и открытой передачей принимаем равным:Y=30мм.Эскизная компоновка редуктора представлена на (рис.2)

По результатам построения эскизной компоновки определены расстояния между точками приложения нагрузок вдоль оси валов. Расстояния от точки приложения сил в зацеплении до опорных реакций входного вала l1 и выходного l2 находят непосредственным измерением l1 = 67 мм;l2 = 70  мм; l3 = 68 мм.

6. Проверочный расчет валов редуктора

6.1. Входной вал

Строим общую расчетную схему нагружения вала (рис 3, а). Направление сил в зацеплении зубчатых колес и в открытой передаче определяем по рисунку в задании.

Вычерчиваем схему нагружения вала в вертикальной плоскости XAZ, представляя его в виде балки на двух опорах – А и В (рис 3, б).

Рассчитываем реакции опор в точках А и В из условий равновесия:

,

,

отсюда

,

, Н.

,

,

отсюда

, Н.

Выполняем проверку:

Определяем изгибающие моменты по нагруженным участкам вала в вертикальной плоскости XAZ:

, ,

, ,

, , .

, ,

, ,.

, ,

,

,  ,

, ,

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости (рис. 3, в).

Вычерчиваем схему нагружения вала в горизонтальной плоскости YAZ, для чего совмещаем плоскость YAZ с плоскостью чертежа (рис. 3, г).

Определяем реакции опор в плоскости YAZ:

,

, отсюда

,

, Н.

,

, отсюда

,

, Н.

Выполняем проверку: