Й этап. Конструирование и расчет валов редуктора

 

Ведущий вал.

 

Из предыдущих расчетов:

Моменты на валах: Т₁ = 123,4 Н·м, Т₂ = 373,27 Н·м;

Делительные диаметры шестерни и колеса:

d₁ = 75 мм и d₂ = 273 мм.

Межосевое расстояние:

а_W = = = 156 мм (соответствует стандартному значению).

Ширина венца зубчатого колеса вычисляется по формуле

b₂ = ψ_а× а_W, где ψ_а – коэффициент ширины венца.

Для прямозубых цилиндрических передач при симметричном расположении колес ψ_а = 0,4…0,5.

Примем ψ_а = 0,5.

b₂ = ψ_а× а_W = 0,5 × 156 = 78 мм.

Ширина венца шестерни выполняется на 2…4 мм больше, что обеспечивает перекрытие зубьев по их длине для лучшей приработки:

b₁ = b₂ + (2…4) =78 + 3 = 81 мм.

Диаметр вала под ведомый шкив клиноременной передачи:

d_X , где- = 15…20 МПа

-допускаемое касательное напряжение при кручении, пониженное для учета изгиба хвостовика нагрузкой от ременной передачи.

d_X = 31,36 мм.

Так как шпоночная канавка под шкив ослабляет сечение вала, его диаметр увеличивают на 5…8%:

d_X = 31,36 × 1,05 = 32,93 мм.

Примем с учетом стандарта d_X = 34 мм.

Диаметры остальных участков вала принимаем с последовательным их увеличением.

Диаметр вала под уплотнение d_У = 37 мм.

Диаметр вала под подшипник качения d_П = 40 мм.

Диаметр вала под шестерню d_Ш = 45 мм.

Диаметр буртика для упора шестерни d_Б = 50 мм.

С учетом d_П = 40 мм выбираем по стандарту радиальный, однорядный, не- самоустанавливающийся шарикоподшипник легкой серии 208.

Параметры подшипника:

внутренний диаметр d = 40 мм,

наружный диаметр D = 80 мм,

ширина В = 18 мм,

динамическая грузоподъемность С_r = 32,0 кН.

Длины отдельных участков вала назначаем с учетом рекомендаций.

Длина хвостовика l _Х = (1,2 …2,6)×d_Х. Она в значительной степени зависит от ширины обода шкива ременной передачи. Так как подробный расчет ременной передачи в работе не производиться, примем

l _Х = 1,2×d_Х = 1,2×34 = 40,8 мм.

Длину участка вала под уплотнение можно принять равной ширине подшипника:

l _У = l _П = В = 18 мм.

Для предотвращения вымывания консистентной смазки из подшипников жидкой смазкой редуктора с внутренней стороны на валу устанавливаются мазеудерживающие кольца. Их ширина принимается 8…12 мм.

Между внутренней стенкой корпуса редуктора и боковой поверхностью шестерни должен быть обеспечен зазор А = 8…10 мм.

Таким образом, длина консольной части вала

а = 0,5× l _Х + l _У + 0,5×В = 0,5×40,8 + 18 + 0,5×18 = 47,4 мм.

Половина длины пролетной части вала

0,5× l = 0,5 ×В + l _к + А + 0,5×b₁ = 0,5×18 + 10 + 10 + 0,5×81 = 69,5 мм.

Вся длина пролета: l = 2×69,5 = 140 мм.

По полученным размерам вычерчивается эскиз вала, схема его нагружения внешними силами, определяются опорные реакции в подшипниках в вертикальной и горизонтальной плоскостях и строятся эпюры внутренних усилий М_Z, М_X, М_Y и М_И.

Исходные данные к расчету ведущего вала:

F_n = 2,05 кН, α = -90^о,

F_t1 = 3,16 кН, F_r1 = 1,15 кН.