Ориентировочный расчет валов

 

Определение диаметров валов.

 

d_вi = ≥(5÷8)                                                                 (4.1) 

d_в1 = (5÷8) 7* =35,9 мм

 

Принимаем d_в1 = 35мм

 

d_в2 = (5÷8) 6,5* = 45,1 мм

 

Принимаем d_в2 = 45 мм

 

Диаметры валов под подшипники.

d_п1 = d_в1+(4÷6)=35+5=40 мм

d_п2 = d_в2+(4÷6)= 45+5=50 мм

 

Диаметры валов под колесо.

 

d_к1 = d_п1+(4÷6)=40+50=45 мм

d_к2 = d_п2 +(4÷6)= 50+5=55 мм

 

Расстояние от вершины зуба до внутренней стенки редуктора.

 

a≥ +3, мм                                                                        (4.2) 

L = a_w +  мм

a = +3 = 9,4 мм

 

Принимаем а=10 мм

 

Расчет валов на изгиб.

 

 

Задаемся подшипниками легкой серии:

- для ведущего вала 208;

- для ведомого вала 210.

 

ΣМ(А)=0

*0+F_r* l – * l= 0

 H

 ΣM(B)=0

-F_r*( l - l₁)=0

H

 

Проверка

 

Σx = 0

R - F_r+ R = 0

725,5 – 1451 + 725,5 = 0

 

Найдем поперечную силу Q:

I участок 0 ≤ Z_I ≤ l ₁

 

Q_I = R =725,5 H

 

Найдем изгибающий момент М_и

 

М_иI = +R * Z_I

При Z_I = 0; M_иI = 0

При Z_I = l ₁; M_иII = R *l ₁ = 725,5*53,5 = 38814 Н*м;

 

Для ведущего вала:

 

При Z_I = 0; M_иI = 0

При Z_I = l ₁; M_иI = R *l ₁ = 725,5*50,5,5 = 36637,7 Н*м;

II участок l ₁ ≤Z_II ≤ l

 

Q_II = +R - F_r = 725,5 – 1451 = -725,5 H

M_ИII = + R *l ₁ – F_r(l ₁ – l ₁) = 38814 H*м = M_ИI

 

Для ведущего вала:

 

M_ИII = + R *l ₁ – F_r(l ₁ – l ₁) = 36637,7 H*м = M_ИI

 

 

ΣM(A^a) = 0

-R *0+F_a*l₁-R *l = 0

 

т.к. передача прямозубая, то F_a = 0, следовательно, R = R  = 0

 

 

 Н

 Н

участок 0 ≤ Z_I ≤ l ₁

 

Q_I = R = 1993 H

М_иI = R * Z_I

При Z = 0; М_иI = 0

При Z = l; М_иI = R * l₁ = 1993*5,5 = 106625,5 H*м

 

Для ведущего вала:

 

При Z = 0; М_иI = 0

При Z = l; М_иI = R * l₁ = 1993*50,5 = 100646,5 H*м

 

II участок l ₁ ≤Z_II ≤ l

Q_II = R * l₁ = 1993 - 3986 = -1993 Н

М_иII = R * l₁ - F_t*(l ₁ – l ₁) = 1993*53,5 = 106625,5 H*м

 

Для ведущего вала:

 

М_иII = R * l₁ - F_t*(l ₁ – l ₁) = 1993*50,5 = 100646,5 H*м

R_A = R_B = 2120,9 H

Проверка подшипников

 

Ресурс подшипника.

 

                                                                  (5.1)

F_E = (V*x*F_r*Y*F_a) *k_σ*k_T                                                                                                (5.2)

F_a = 0;

F_r = R_A = R_B;

 

V = 1 - коэффициент вращения;

k_σ = (1,3….1,5) – коэффициент динамической нагрузки;

k_T = 1 – температурный коэффициент;

Р = 3 для шариковых подшипников.

 

F_E = (1*1*2120,9+0*0)*1,4*1 = 2969 H

 часов˂ L_h

 часов˃ L_h

 

Срок службы привода:

L_h = 10*249*8=19920 часов

 

Для ведущего вала задаемся подшипниками средней серии 308.

 

 часов˃ L_h

 

Принимаем для ведущего вала подшипники 308.

Принимаем для ведомого вала подшипники 210.

 

Подбор и расчет шпонок

 

Подбор шпонок.

Для ведущего вала по ГОСТ 23360-78 принимаем шпонку

 

b = 14; h 9 мм; l = b₂ – (3…5) = 56 мм; l_p = l - b =56 - 14 = 42 мм ; t₁=5,5 мм; t₂=3,8 мм.

 

Для ведомого вала принимаем шпонку.

 

b = 16; h = 10; l = 50 мм; l_p= 50 - 16=34 мм; t₁=6 мм; t₂=4,3 мм.

 

Расчет на срез.

 

                                                                             (6.1)

                                                                    (6.2)

[τ]_ср = 80….100мПа

 

- для ведущего вала:

 

 

- для ведомого вала:

 

 

Расчет на смятие.

 

                                                                          (6.3)

                                                                  (6.4)

[σ]_см; = 280….320 МПа

 

- для ведущего вала:

 

 

- для ведомого вала:

 

 

Выбор муфты

 

По диаметру вала d_в1=35 мм принимаем муфту упругую втулочно-пальцевую (по ГОСТ 21424-75)

D = 140 мм.

L = 165 мм.

l = 80 мм.

 

Способ смазки и подбор смазочного материала

 

Применяем картерную систему смазки, т.к. окружные скорости колес не превышают 12,5 м/с.

В корпус редуктора заливаем масло так, чтобы венец колеса был в него погружен.

Требуемую вязкость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес.

Рекомендуемая кинематическая вязкость: для зубчатой передачи при ν=2,92 м/с; σ_H=522 МПа µ = 28 мм²/с.

Выбираем масло И-Г-А-32 ГОСТ 20799-88, кинематическая вязкость которого µ = 29…35 мм²/с при 40 ⁰С.

Уровень погружения колеса:

Для быстроходной передачи h_М = 10…0,25*d₂ = 10…0,25*188 = 10…47 мм.

Принимаем h_М = 21 мм.

Определяем объем масляной ванны редуктора.

Форму масляной ванны принимаем как параллелепипед

 

V=L*B*H,

 

где L= 3,07 дм – внутренняя длина корпуса;

В= 0,84 дм – внутренняя ширина корпуса;

Н=0,61 дм – глубина масляной ванны.

 

V=3,07*0,84*0,61=1,6 л.