Колесо 2-й зубчатой конической передачи

 

Для данного элемента подбираем шпонку призматическую со скруглёнными торцами 14x9. Размеры сечения шпонки, паза и длины шпонки по ГОСТ 23360-78 (см. табл. 8,9[1]).

Материал шпонки - сталь 45 нормализованная.

Напряжение смятия и условие прочности проверяем по формуле 8.22[1].

 

sсм =

 

     49,033 МПа £ [sсм]

 

где Т = 154454,703 Н·мм - момент на валу; dвала = 50 мм - диаметр вала; h = 9 мм - высота шпонки; b = 14 мм - ширина шпонки; l = 50 мм - длина шпонки; t1 = 5,5 мм - глубина паза вала. Допускаемые напряжения смятия при переменной нагрузке и при стальной ступице [sсм] = 75 МПа.

Проверим шпонку на срез по формуле 8.24[1].

 

tср =

 

    12,258 МПа £ [tср]

 

Допускаемые напряжения среза при стальной ступице [tср] = 0,6 · [sсм] = 0,6 · 75 = 45 МПа.

Все условия прочности выполнены.

 

Соединения элементов передач с валами

Передачи	Соединения
	Ведущий элемент передачи	Ведомый элемент передачи
1-я клиноременная передача	Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 10x8	Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 8x7
2-я зубчатая коническая передача	Заодно с валом.	Шпонка призматическая со скруглёнными торцами 14x9

 

Конструктивные размеры корпуса редуктора

Толщина стенки корпуса и крышки одноступенчатого конического редуктора:

 

d = 0.05 · Re + 1 = 0.05 · 144,309 + 1 = 8,215 мм

Округляя в большую сторону, получим d = 9 мм.

 

d1 = 0.04 · Re + 1 = 0.04 · 144,309 + 1 = 6,772 мм

Так как должно быть d1 ³ 8.0 мм, принимаем d1 = 8.0 мм.

 

Толщина верхнего пояса (фланца) корпуса: b = 1.5 · d = 1.5 · 9 = 13,5 мм. Округляя в большую сторону, получим b = 14 мм.

Толщина нижнего пояса (фланца) крышки корпуса: b1 = 1.5 · d1 = 1.5 · 8 = 12 мм.

Толщина нижнего пояса корпуса:

без бобышки: p = 2.35 · d = 2.35 · 9 = 21,15 мм, округляя в большую сторону, получим p = 22 мм.

при наличии бобышки: p1 = 1.5 · d = 1.5 · 9 = 13,5 мм, округляя в большую сторону, получим p1 = 14 мм.

p2 = (2,25...2,75) · d = 2.65 · 9 = 23,85 мм., округляя в большую сторону, получим p2 = 24 мм.

Толщина рёбер основания корпуса: m = (0,85...1) · d = 0.9 · 9 = 8,1 мм. Округляя в большую сторону, получим m = 9 мм.

Толщина рёбер крышки: m1 = (0,85...1) · d1 = 0.9 · 8 = 7,2 мм. Округляя в большую сторону, получим m1 = 8 мм.

Диаметр фундаментных болтов (их число ³ 4):

 

d1 ³ 0,072 · Re + 12 =

   0.072 · 144,309 + 12 = 22,39 мм.

 

Принимаем d1 = 24 мм.

 

Диаметр болтов:

у подшипников:

 

d2 = (0,7...0,75) · d1 = (0,7...0,75) · 24 = 16,8...18 мм. Принимаем d2 = 16 мм.

 

соединяющих основание корпуса с крышкой:

 

d3 = (0,5...0,6) · d1 = (0,5...0,6) · 24 = 12...14,4 мм. Принимаем d3 = 16 мм.

 

Размеры, определяющие положение болтов d2 (см. рис. 10.18[1]):

 

e ³ (1...1,2) · d2 = (1...1.2) · 16 = 16...19,2 = 17 мм;

q ³ 0,5 · d2 + d4 = 0,5 · 16 + 5 = 13 мм;

где крепление крышки подшипника d4 = 5 мм.

 

Высоту бобышки hб под болт d2 выбирают конструктивно так, чтобы образовалась опорная поверхность под головку болта и гайку. Желательно у всех бобышек иметь одинаковую высоту hб.

Расчёт реакций в опорах

Й вал

 

Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:

Fx1 = 491,847 H

Fy1 = -1392,926 H

Fz1 = Fa1 = 122,959 H

 

Fx4 = -881,446 H

 

Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 3 по схеме):

Rx2 =

=

= -1944,174 H

Ry2 =

=

= 2785,852 H

 

Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:

Rx3 =

=

= 2333,773 H

Ry3 =

=

= -1392,926 H

 

Суммарные реакции опор:

R2 = = = 3397,173 H;

R3 = = = 2717,855 H;

 

 

Й вал

 

Силы, действующие на вал и углы контактов элементов передач:

Fx2 = 122,959 H

Fy2 = -1392,926 H

Fz2 = Fa2 = -491,847 H

 

 

Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 3 по схеме):

Rx1 =

=

= -377,627 H

Ry1 =

=

= 769,775 H

 

Из условия равенства суммы сил относительно осей X и Y:

Rx3 =

=

= 254,668 H

Ry3 =

=

= 623,151 H

 

Суммарные реакции опор:

R1 = = = 857,412 H;

R3 = = = 673,181 H;

 

Радиальная сила действующая на вал со стороны муфты равна (см. раздел пояснительной записки "Выбор муфт"):

Fмуфт. = 1620 Н.

 

Из условия равенства суммы моментов сил относительно 2-й опоры (сечение вала 3 по схеме):

R1муфт. =

=

= 1023,158 H

 

Из условия равенства суммы сил нулю:

R3муфт. =

=

= -2643,158 H

 

Построение эпюр моментов на валах

Расчёт моментов 1-го вала

 

1 - е с е ч е н и е

 

Mx = 0 Н · мм

My1 = 0 Н · мм

My2 = =

     = -3677,273 H · мм

 

M1 = = = 0 H · мм

M2 = = = 3677,273 H · мм

 

2 - е с е ч е н и е

 

Mx =  =

    = -90540,19 H · мм

My =  =

    = 28292,782 H · мм

 

M = = = 94857,828 H · мм

 

3 - е с е ч е н и е

 

Mx = 0 Н · мм

My =  =

    = -66108,45 H · мм

 

M = = = 66108,45 H · мм

 

4 - е с е ч е н и е

 

Mx = 0 Н · мм

My = 0 Н · мм

 

M = = = 0 H · мм

Эпюры моментов 1-го вала

				Mx, Hxмм
				My, Hxмм
				MS =
				Mкр(max) = Ткр, Hxмм

 

 

Расчёт моментов 2-го вала

 

1 - е с е ч е н и е

 

Mx = 0 Н · мм

My = 0 Н · мм

Mмуфт. = 0 Н · мм

M =  = = 0 H · мм

 

2 - е с е ч е н и е

 

Mx1 =  =

     = 65430,866 H · мм

Mx2 = =

     = 65430,866 H · мм

My1 =  =

     = -32098,291 H · мм

My2 = =

     = 26740,136 H · мм

Mмуфт. =  =

    = 86968,43 H · мм

M1 =  = = 159848,458 H · мм

M2 =  = = 157652,467 H · мм

 

3 - е с е ч е н и е

 

Mx = 0 Н · мм

My = 0 Н · мм

Mмуфт. = =

    = 194400,02 H · мм

M =  = = 194400,02 H · мм

 

4 - е с е ч е н и е

 

Mx = 0 Н · мм

My = 0 Н · мм

Mмуфт. =  =

    = 0 H · мм

M =  = = 0 H · мм

Эпюры моментов 2-го вала

					Mx, Hxмм
					My, Hxмм
					Mмуфт, Hxмм
					MS =
					Mкр(max) = Ткр, Hxмм