Расчет ременной передачи. Расчет валов на статическую прочность

Расчет ременной передачи

Р=4000 Вт

Расчет валов на статическую прочность

Быстроходный вал

Определяем силы в зацеплении:

Касательная сила: , где  - момент на  валу,  - радиус шестерни быстроходной ступени.

Радиальная сила: , где - угол зацепления,  - угол наклона зубьев.

Осевая сила :

Окружная сила муфты:

Определяем реакции в опорах:

Рис. 9   Расчетная схема быстроходного вала.

Вертик. плоск.:

Гориз. плоск.:

Строим эпюры моментов:

Вертик. плоск.:

Гориз. плоск.:

Расчитываем  эквивалентный момент: ; материал для валов берём Сталь45 ()

Определяем окончательный диаметр вала: .

Промежуточный вал

Определяем силы в зацеплении:

Касательная сила:  где  - момент на валу,  - радиус колеса быстроходной ступени,  - радиус шестерни тихоходной ступени (первая скорость).

Радиальная сила:

 где - угол зацепления,  -угол наклона зубьев.

Осевая сила :

Определяем реакции в опорах:

Рис. 10   Расчетная схема промежуточного вала.

Вертик. плоск.:

Гориз. плоск.:

Строим эпюры моментов:

Вертик. плоск.:

Гориз. плоск.:

Расчитываем  эквивалентный момент: ; материал для валов берём Сталь45 ().

Определяем окончательный диаметр вала: .

Тихоходный  вал

Определяем силы в зацеплении:

Касательная сила: , где  - момент на  валу,  - радиус колеса тихоходной ступени.

Радиальная сила: , где - угол зацепления.

Окружная сила муфты:

Определяем реакции в опорах:

Рис.11  Расчетная схема тихоходного вала.

Вертик. плоск.:

Гориз. плоск.:

Строим эпюры моментов:

Вертик. плоск.:

Гориз. плоск.:

Расчитываем  эквивалентный момент: ; материал для валов берём Сталь45 ().

Определяем окончательный диаметр вала: .

Подбор и проверка подшипников

Быстроходный вал

Рис.12. Расчетная схема подшипников быстроходного вала.

Предварительно принимаем шарикоподшипники радиально-упорные дляоднорядные по ГОСТ 8338 – 75 средней узкой серии 36206, для которых .

Определим суммарные реакции:

Проверочный расчет выполняем для подшипника левой опоры как наиболее нагруженного.

Эквивалентная радиальная нагрузка:

Эквивалентная долговечность:

Ресурс подшипника:

Динамическая грузоподъемность:

Эквивалентная статическая нагрузка:

          Ресурс работы подшипника в часах: ч., где n – частота вращения на валу;

Данный подшипник полностью подходит для использования на этом валу.

Промежуточный вал

Рис.13. Расчетная схема подшипников промежуточного вала.

Предварительно принимаем шарикоподшипники радиальные однорядные по ГОСТ 8338 – 75 тяжёлой  серии 405, для которых .

Определим суммарные реакции:

Проверочный расчет выполняем для подшипника правой опоры как наиболее нагруженного.

Эквивалентная радиальная нагрузка:

Эквивалентная долговечность:

Ресурс подшипника:

Динамическая грузоподъемность:

Эквивалентная статическая нагрузка:

Ресурс работы подшипника в часах: ч., где n – частота вращения на валу;

Данный подшипник полностью подходит для использования на этом валу.

Тихоходный вал

Рис.14. Расчетная схема подшипников тихоходного вала.

Предварительно принимаем шарикоподшипники радиальные однорядные по ГОСТ 8338 – 75 легкой узкой серии 208, для которых .

Определим суммарные реакции:

Проверочный расчет выполняем для подшипника левой опоры как наиболее нагруженного.

Эквивалентная радиальная нагрузка:

Эквивалентная долговечность:

Ресурс подшипника:

Динамическая грузоподъемность:

Эквивалентная статическая нагрузка:

Ресурс работы подшипника в часах: ч., где n – частота вращения на валу;

Данный подшипник полностью подходит для использования на этом валу.

Проверка прочности шпоночных соединений

Быстроходный вал

Примем на выходной конец шпонку 8´7´25 по ГОСТ 23360 – 78.

Рис.15 . Геометрия шпоночного соединения.

Проверим шпонку на смятие:

В результате расчета получили, что выбранная шпонка полностью удовлетворяет условию прочности шпоночного соединения.

Промежуточный вал

Примем шпонку 8´7´22 по ГОСТ 23360 – 78.

Проверим шпонку на смятие:

Проверим шлицы на смятие: d = 32 , D = 36 , z = 8 , b = 6, f = 0,4 .

Допустимое напряжение смятия принимаем :  Н\мм;

,

В результате расчета получили, что шлицы полностью удовлетворяют условию прочности шпоночного соединения.

Тихоходный вал

Примем на выходной конец шпонку 10´8´50 по ГОСТ 23360 – 78.

Проверим шпонку на смятие:

В результате расчета получили, что выбранная шпонка полностью удовлетворяет условию прочности шпоночного соединения.

Шпонка под колесо с большим моментом

Примем шпонку 12´8´70 по ГОСТ 23360 – 78.

Проверим шпонку на смятие:

В результате расчета получили, что выбранная шпонка полностью удовлетворяет условию прочности шпоночного соединения.

Шпонка под колесо с меньшим моментом

Примем шпонку 12´8´28 по ГОСТ 23360 – 78.

Проверим шпонку на смятие:

В результате расчета получили, что выбранная шпонка полностью удовлетворяет условию прочности шпоночного соединения.

Расчет прессового соединения

Рассчитаем прессовое соединение колеса тихоходного вала.