Эскизная компоновка для определения расстояний между линиями действия всех сил и реакций опор.

Они зависят от некоторых конструктивных элементов.

Суммарная длина ступиц колес l_стS=2(b+20)=2(100+20)=240 мм.

Толщина стенки корпуса мультипликатора [15]

 

d=1,2 9,91 мм. (3.27)

 

Принято d=12 мм.

Расстояние от торцов колес до внутренних стенок D=10 мм, расстояние от стенки корпуса до торцов подшипников D₂=7 мм. Приняты роликоподшипники 2219 с В=32 мм без буртов на наружных кольцах. Компоновка выполнена в компьютерном варианте. Расстояния от середин венцов колес до середин подшипников l₁=87 мм. Расстояние между серединами колес l₂=140 мм. Расстояние от середины подшипника до середины консоли с полумуфтой l₃=140 мм. Вследствие несоосности соединяемых валов на их консольные участки действует дополнительная сила F_м. Сила от несоосности муфты [9]

 

F_М=0,5F_см=0,5×2T₂/D_о, (3.28)

 

где D_о - диаметр отверстий под пальцы МУВП, D_о=280 мм [10].

F_М=4659×10³/280=14640 Н=14,6 кН.

 

Рисунок 3.1 – Расчетные схемы тихоходного вала

Сосредоточенные моменты от осевой силы

 

m₂=F_ad₂/2=9,4×308,822=1451 Н×м.

 

Расчетные схемы в направлениях Х и Z представлены на рисунке 3.1.

Реакции опор в направлении Z (вертикальном).

Sm₁=О; R_2z×(2l₁+l₂)+m₂-F_r(l₁+l₂)-m₂- F_rl₁=0, откуда

R_2z=  кН. (3.30)

 

Так как схема симметрична (рисунок 3.1), R_1z= R_2z=5,9 кН.

Изгибающие моменты в направлении Z.

 

M₃= R_1zl₁=5,9×87=513 Н×м (3.31)

=M₃+m₂=513+1451=1964 Н×м.

 

Аналогично M₄=513 Н×м, =1964 Н×м. Эпюра момента М_z представлена на рисунке 3.1.

Реакции опор в направлении Х (горизонтальном).

Расчетная схема на рисунке 3.1.

 

SМ₁=0; -F_Ml₃+R_2x(2l₁+l₂)-F_t(l₁+l₂)-F_tl₁=0,

кН. (3.32)

S Х=0; -2F_t+R_2x R_1x -F_M=0.

R_1x=2F_t+F_M-R_2x=2×13,3+14,6-19,8=21,4 кН. (3.33)

Изгибающие моменты в направлении Х:

 

M₃=R_1Xl₁=21,4×87=1862 Н×м. (3.34)

M₄=R_1X(l₁+l₂)-F_tl₂=21,4(87+140)-13,3×140=2996 Н×м.

M₂=-F_Ml₃=-14,6×140=-2044 Н×м.

 

Эпюра моментов М_х на рисунке 3.1.

Диаметр опасного сечения.

Опасное сечение - Б. Суммарный изгибающий момент:

 

Н×м.

 Н×м.

 

Приведенные моменты

 

Н×м. (3.35)

 Н×м.

 

Эпюра крутящих моментов на рисунке 3.1.

Диаметр вала под колесом:

 

, (3.36)

 

где  - допускаемое напряжение на изгиб при знакопеременной нагрузке; принято =50 МПа [6].

 

 мм.

 

Принято d₁=115 мм из соображений повышенной прочности и высокой жесткости ответственной детали.

Диаметры шеек подшипников d₁=95 мм, наибольший диаметр выходного конца 90 мм при конусности 1:10.

Подбор подшипников качения.

Тихоходный вал принят плавающим на роликоподшипниках без буртов на наружных кольцах.

Радиальные нагрузки на подшипники

 

 кН. (3.37)

 кН.

 

Частота вращения вала n₂=930 об/мин.

Диаметры шеек d₂=95 мм.

Расчет проведен для опоры 1. Приведенная нагрузка

 

, (3.38)

 

где k_d - коэффициент нагрузки; принято k_d =1,3 [15].

P=22,2×1,3=28,86 кН.

С_п=22,86×(60×930×5000/10⁶)^3/10=149,37 кН. (3.39)

Принят подшипник 2219 со следующими характеристиками: d´D´B=95´170´34; С=165 кН [10].

Фактический ресурс

 

L_h=10⁶(C/P)^3.33/60n=10⁶(195/28,86)^3,33/60×930=5954 ч. (3.40)

 

Ресурс подшипников приемлем.

Подбор шпонок.

Под обоими колесами принята общая призматическая шпонка b´h´l=25´14´210. Рабочее напряжение смятия на боковых поверхностях шпонки и ступицы

 

, (3.41)

где  - расчетная длина шпонки; t₂ - глубина паза ступицы, t₂ =5,4 мм [15].

 

= =210-25=185 мм. (3.42)

МПа.

 

Допускаемое напряжение смятия [15]:

 

, (3.43)

 

где  - предел текучести; для стали 45 =590 МПа [10].

 

 МПа.

 

Прочность достаточна.

На коническом выходном конце средний диаметр

мм. Принята шпонка 25´14´110. Глубины пазов t₁=9 мм, t₂=5,4 мм [15]. Рабочее напряжение смятия:

 

 МПа.

 

Прочность достаточна.