Крутящий момент в поперечных сечениях валов

Ведущего T_II= 71,52×10³ H×мм

Промежуточного T_III= 246,3×10³ H×мм

Ведомого T_IV= 716,7×10³ H×мм

Диаметр выходного конца ведущего вала при [t]_k=25^H/_мм²

 

 

диаметр шеек под подшипники принимаем d_n2=25 мм; под ведущей шестерней d_k2=32 мм

У промежуточного вала расчетом на кручение определяем диаметр опасного сечения (под шестерней) по пониженным допускаемым напряжениям.

 

[t_k] = 15^H/_мм²

 

принимаем диаметр под шестерней dк3=45 мм, найдем диаметр под колесом:

 

 

принимаем диаметр под подшипники d_n3=35 мм.

Ведомый вал.

Рассчитываем при [t]_k =25^H/_мм² диаметр выходного конца вала

 

Принимаем диаметр подшипниками d_n4 =55 мм, под колесом d_k4 =60 мм, d_l4=60мм.

Уточненный расчет вала

 

Уточненный расчет проведем для промежуточного вала. Составим расчетную схему. Все размеры возьмем из компановки: а=50мм; b=35мм.

 

 

Р_радС=1,208×10³Н

Р_осС=894Н

Р_окрС=3212,7Н

Р_радВ,Д=505,8Н

Р_осВ,Д=382,1Н

Р_окрВ,Д=1,336×10³Н

Построим по эпюру крутящих моментов:

 

 

Определим реакции в опорах:

В плоскости YOZ:

 

åM₃=0;

åM₃=-PрадВ×а+

+Р_радС(а+b)-

-P_радД(2b+a)+Y3×

×(a+b+b+a)=0

 

Истинное значение силы Y₄ направленно в противоположную сторону, от выбранного на схеме.

 

åМ₄=0;

åМ₄=-Р_радД×а+Р_радС×(а+b)-Р_радВ×(а+b+b)+Y₃×(a+b+b+a)=0;

 

Истинное значение силы Y₃ направлено в противоположную сторону от ранее выбранного направления.

Проверка:

 

åF_y=0;

 

Строим эпюру изгибающих моментов в плоскости YOZ.

 

 

В плоскости XOZ:

 

 

Проверка :

 

 

2942.3+1.336∙10³+3212.7+1.336∙10³-2942.3=0;

M_Y3=0; M_Y4=0; M_YB=-X₃∙a=-147.1(H∙м)

M_YC=-X₃∙(a+b)-Pокрb∙b=-203.3 (H∙м)

M_YД=-Х₄∙а=-147,1(H∙м)

M_∑И3=0; M_∑И4=0;

 

Опасным сечением является сечение С:

 

 

Из условия прочности:

 

 

получим:

 

 

Принимаем d=45(мм)

Проверка долговечности подшипников

Ведущий вал

 

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 7305, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 25, D = 62, B = 17, c = 2, D₁=67, Т =18.25, грузоподъемность = 2960, ролики D_T = 9.5, z = 13;

 

Промежуточный вал

 

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип7307, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 35, D = 80, B = 21, c=2.5, D₁=85, Т =22.75, грузоподъемность = 6100, ролики D_T = 11.7, z = 12;

 

Ведомый вал

 

Роликоподшипники радиальные с короткими цилиндрическими роликами, однорядные. Тип 7311, ГОСТ 333-79, средняя серия d = 55, D = 120, B = 27, c= 3, D₁=127, Т =31.5, грузоподъемность = 10200, ролики D_T = 16.7, z = 13;

 

 

Силы, действующие в зацеплении: P_окр = 1336 H, Р_рад = 506 H и Р_ос = 382 H.

Первый этап компоновки дал a = 50 мм, b = 35 мм

Определим реакции опор:

В плоскости yz

 

Y₂ (2a + 2b) = Р_окрa + Р_окр (a + 2b) = Р_окр(2a + 2b)

Y₂ = Р_окр = 1336 H.

Y₁ (2a + 2b) = Р_окр a + Р_окр (a + 2b) = Р_окр (2a + 2b)

Y₁ = Р_окр = 1336 H.

 

В плоскости yz

 

X₂ (2a + 2b) = Р_рад a + Р_рад (a + 2b) = Р_рад (2a + 2b)

X₂ = Р_рад = 506 H.

X₁ (2a + 2b) = Р_рад a + Р_рад (a + 2b) = Р_рад (2a + 2b)

X₁ = Р_рад = 1336 H.

 

Суммарные реакции

 

 H

 H

 

Находим осевые составляющие радиальных реакций конических подшипников по формуле:

 

S=0,83eR

S₂ = 0,83eR₂ = 0,83×0,36×1429 = 427 H;

S₁=0,83eR₁ = 0,83×0,36×1429 = 427 H;

здесь для подшипников 7305 параметр осевого нагружения е = 0,36, С = 33 кН.

Осевые силы подшипников. В нашем случае S₁ = S₂; Р_ос > 0;тогда F_oc1 = S₁ = 1429 H; F_oc2 = S₁ + Р_ос = 1811 H.

Так как реакции, действующие на подшипники равны, то рассмотрим один из подшипников. Рассмотрим левый подшипник.

Отношение , поэтому следует учитывать осевую нагрузку.

Эквивалентная нагрузка по формуле:

 

P_э2 = (XVR₂ + YF_oc2) K_б K_т;

 

для заданных условий V = K_б = K_т = 1; для конических подшипников при  коэффициент X = 0,4 и коэффициент Y = 1,67 (табл.9.18 и П7 Чернавский).