1. Данные для расчета.
Ft2=3356 H; Fa2=444 H; Fr2=1090 H; Ft=7841 Н; Fr=2585 H; Fa=1340 H;
2. Изображаем вал как балку на двух опорах со всеми действующими силами.
3. Назначаем a1=75 мм, a2=130 мм, а3=85 мм.
4. Определяем радиальные реакции опор.
1) Вертикальная плоскость
Ry3*290+Fa2*d2/2+Fr2*215-Ft3*85=0
Ry3=(7841*85-1090*215-444*160)/290=1245 H
-Ry4*290+Fa2*d2/2-Fr2*75+Ft3*205=0
Ry4=(7841*205-1090*75+444*160)/290=5506 H
Проверка: 5506+1245+1090-7841=0
2) Горизонтальная плоскость
Rх3*290+Fa3*d3/2+Fr3*85-Ft2*215=0
Rх3=(3356*215-1340*68,5-2585*85)/290=1414 Н
Rх4*290-Fa3*d3/2+Fr3*205-Ft2*75=0
Rx4=(1340*68,5+3356*75-2585*205)/290= - 643 H
Проверка:1414+2585-643-3356=0.
Строим эпюры изгибающих моментов, а также эпюру крутящего момента. 1) Вертикальная плоскость:
Участок 1В: z1=0; z1B=75 мм; My(0)=0; My(75)=Ry3*75=93375 Н;
Участок ВС: z2В=0; z2C=130 мм; My(0)= Ry3*75+Fa2*d2/2=164415 H;
My(130)= Ry3*205+Fa2*d2/2+Fr2*130=467965 H;
Участок 3С: z3=0; z3C=85 мм; My(0)=0; My(85)=Ry4*85=468010 H
1) Горизонтальная плоскость:
Участок 1В: z1=0; z1B=75 мм; Mx(0)=0; Mx(75)=Rx3*75=106050 Н;
Участок ВС: z2В=0; z2C=130 мм; Mx(0)= Rx3*75=106050 H;
Mx(130)= Rx3*205-Ft2*130=-146410 H;
Участок 3С: z3=0; z3C=85 мм; Mx(0)=0; Mx(85)=Rx4*85-Fa3*d3/2=-146445 H
Рисунок 5.2 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов промежуточного вала
Расчет тихоходного вала
1. Данные для расчета.
Ft=7841 H; Fr=2585 H; Fa=1340 H;
2. Изображаем вал как балку на двух опорах со всеми действующими силами.
Назначаем a1=210 мм; a2=90 мм.
3. Определяем радиальные реакции опор.
1) Вертикальная плоскость
Ry5*300+Ft4*90=0
Ry5=-7841*90/300=-2352 H
Ry6*300+Ft4*210=0
Ry6=-7841*210/300=-5489 H
Проверка: -2352-5489+7841=0.
2) Горизонтальная плоскость
Rx5*300-Fr4*90+Fa4*d4/2=0
Rx5=(2585*90-1340*246,5)/300=-325,5 H
Rx6*300-Fr4*210-Fa4*d4/2=0
Rx6=(2585*210+1340*246,5)/300=2910,5 H
Проверка: -325,5-2885+2910,5=0
4. Строим эпюры изгибающих моментов, а также эпюру крутящего момента.
1) Горизонтальная плоскость:
Участок 5Е: z1=0; z1E=210 мм; Mх(0)=0; Mх(210)=Rх5*210=-68355 H;
Участок 6Е: z2=0; z2E=90 мм; Mх(0)=0; Мх(90)=Rх6*90=261945 H;
2) Вертикальная плоскость:
Участок 5Е: z1=0; z1E=210 мм; My(0)=0; My(210)=Ry5*210=-493920 H;
Участок 6Е: z2=0; z2E=90 мм; My(0)=0; Мy(90)=Ry6*90=494010 H;
Рисунок 5.3 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов тихоходного вала.
Проверочный расчет валов.
Вал-червяк:
Мгор=38850 Нмм; Мверт=162575 Нмм; Т=19700 Нмм
Мэкв= 
Мэкв=167196 Нмм.
σэкв= Мэкв/0,1d3=167196/0,1*613=7,4< 50 МПа
Вал промежуточный:
Мгор=146455 Нмм; Мверт=468010 Нмм; Т=536930 Нмм
Мэкв= Мэкв=656251 Нмм.
σэкв= Мэкв/0,1d3=656251/0,1*603=31< 50 МПа
Вал ведомый:
Мгор=261945 Нмм; Мверт=493920 Нмм; Т=1839670 Нмм
Мэкв= Мэкв=1682501 Нмм.
σэкв= Мэкв/0,1d3=1682501/0,1*853=27,4< 50 МПа
Конструирование зубчатых колес, червяка и червячного колеса
6.1 Червячная передача:
Червяк выполняем вместе с валом:
dвход=28 мм; dпод=45 мм; df1=60,8 мм; da1=96 мм; d1=80 мм; b1=132 мм;
l1=350 мм; f1=65мм.
Рисунок 6.1 Червяк.
Червячное колесо изготавливаем составным: венец – бронзовый, центр чугунный, его размеры:
Диаметр отверстия dk=60; толщина ободов венца и центра δ1= δ2=16 мм;
диаметр ступицы dct=100 мм; толщина диска С=18 мм; длина ступицы lст=80 мм; dвинт=10; Lвинт=25 мм;
d2=320мм; da2=336мм; df2=300,8 mm; daM2=352 mm.
Рисунок 6.2 Червячное колесо.
Цилиндрическая передача
Шестерню изготавливаем кованной из стали 45 улучшенной.
Рисунок 6.3 Шестерня
Размеры:
dk=60 mm; d3=136,96mm; da3=145,96 mm; df2=125,71mm; dст=96 mm; lcт=b3=105 mm;
Колесо зубчатое изготавливаем кованным из стали 45 нормализованной.
Рисунок 6.4 зубчатое колесо
dk=85 mm; d4=493,04 mm; da4=502,04 mm; df4=481,8 mm; b4=100 мм; dст=136 mm; lст=110 mm; δ4=12 мм; C=30 mm; Dотв=296 мм; dотв=80 mm;
