Геометрические размеры ступеней тихоходного вала

 

Определяем диаметр первой ступени:

 

     ___________

d1= 3ÖMk×103/0,2×[t]k = 3Ö789,4*103 /0,2*25=54,05 мм;

 где Mk - крутящий момент, равен вращающему моменту тихоходного вала, Н×м;

[t]k - допускаемое касательное напряжение, Н/мм2;

Принимаем равным d1 -56 мм

Определяем длину первой ступени:

 

l1= 1,25×d1 = 1,25*56=70

 

где d1- диаметр первой ступени, мм;

Принимаем равной l1 - 71 мм.

Определяем диаметр второй ступени:

 

d2=d1+2t= 56+2*3=62 мм

 

где d1- диаметр первой ступени, мм;

t-значение высоты буртика, принимаем равным 3 мм;

Принимаем равным d2 -65 мм.

Определяем длину второй ступени:

 

l2= 1,25×d2 = 1,25*65=81,25 мм

 

где d2- диаметр второй ступени.

Принимаем равным l2 - 85 мм.

Определяем диаметр третьей ступени:

 

d3= d2+3,2r =65+3,2*3,5=76,2 мм         

 

где d2- диаметр второй ступени.

r-значение координаты фаски подшипника, равное 3.5 мм;

Принимаем равным d3 -80 мм.

Длину третьей ступени определяем из эскизной компоновки: l3=85 мм.

Диаметр четвёртой ступени принимаем равным диаметру второй ступени: d4=65 мм.

Длину четвёртой ступени принимаем равной длине шариковых подшипников по ГОСТ 831-75: l4=23 мм.

Выбираем подшипники радиальные шарико-однорядные лёгкой серии.

Принимаем подшипники для быстроходного вала: подшипник шариковый радиально-упорный однорядный 36209 ГОСТ 831-75 для которого d=45 мм, D=85 мм, B=19 мм.

Принимаем подшипники для тихоходного вала: подшипник шариковый радиально-упорный однорядный 36313 ГОСТ 831-75 для которого d=65 мм, D=120 мм, B=23 мм.

 

Эскизная компоновка редуктора

 

В проектируемом редукторе оси валов параллельны, расстояние между валами aw=200 мм, что соответствует межосевому расстоянию зубчатой передачи.

Редукторная пара вычерчивается в соответствии с геометрическими параметрами полученными в результате проектного расчета.

Для предотвращения заедания поверхностей вращающихся колес за внутренние стенки корпуса, контур стенок проводим с зазором, из условия x³0,03×aw+1 мм, принимаем х=10 мм. Также зазор предусматриваем между подшипниками и контуром стенок.

Расстояние между дном корпуса и поверхностью колеса принимаем из условия y³4x, следовательно y = 40 мм.

Ступени быстроходного и тихоходного валов вычерчиваются на соответствующих осях по размерам принятым в проектном расчете.

Ступени валов вычерчиваются в последовательности от 3 -ей до 1-ой, при этом длину 3 -ей ступени получаем конструктивно как расстояние между противоположными стенками корпуса.

На 2ой и 4ой ступенях вычерчиваем контуры подшипников по размерам для быстроходного вала dб=45 мм; Dб=85 мм; Bб=19 мм;

для тихоходного вала dт=65 мм; Dт=120 мм; Bт=23 мм.

Определяем расстояние между точками приложения реакции подшипников быстроходного и тихоходного валов.

 

lб= L3б - Bб =146-19=127 мм       

lт= L3т - Bт =131-23=108 мм

 

Определяем точку приложения консольных сил:

а) Силу давления цепной передачи принимаем приложенной к середине выходного конца тихоходного вала на расстоянии от точки приложения реакции смежного подшипника lоп=65,5 мм

б) Силу давления муфты принимаем приложенной между полумуфтами, то есть точка приложения данной силы находится в торцевой плоскости выходящего конца быстроходного вала на расстоянии от точки приложения смежного подшипника lм= 94,5 мм.

 

Проверочный расчет валов

Силу давления открытой передачи Fоп раскладываем на составляющие в горизонтальной и вертикальной плоскости:

 

F x= Fоп ×cos900=0

Fy= Fоп ×sin900= Fоп=1695,4 Н

 

Строим эпюры изгибающих моментов:

а) в вертикальной плоскости:

) определяем опорные реакции в подшипниках:

 

SM4=0; Fоп(lоп+lT) - Fr2× lT /2 + Fа2× d2/2 - RCy×lT=0

RCy =(Fоп (lоп+ lT) - Fr2× lT /2 + Fа2× d2/2) / lT=

 

= (1695,4(0,0655+0,108)-1643*0,108/2+1124,4*0,32/2)/0,108=

=2243,09 Н

 

SM2=0; Fоп×lоп+ Fr2× lT / 2 + Fа2× d2 / 2 - RDy× lT=0

RDy= (Fоп×lоп+ Fr2× lT / 2 + Fа2× d2 / 2) / lT=

 

=(1695,4*0,0655+1643*0,108/2+1124,4*0,32/2)/0,108=

=2190,67 Н

) проверяем правильность определения реакций:

 

SFiy =0; Fоп- RCy -Fr2 + RDy=0

 

1695,4-2243,09-1643+2190,68=0

где Fоп- сила давления цепи на вал, Н;

lоп-расстояние между точками приложения консольной силы и реакции смежной опоры подшипника, мм;

lT-расстояние между точками приложения реакций в опорах подшипников тихоходного вала, мм;

Fr2-радиальная сила на колесе, Н;

Fа2-осевая сила на колесе, Н;

RCy-опорная реакция подшипника в точке С, Н;

RDy- опорная реакция подшипника в точке D,H.

3) строим эпюру изгибающих моментов:

 

My= Fоп×х; 0£х£ lоп

My1= Fоп×0=0,=Fоп× lоп=1695,4*0,0655=111,049 Н*м= Fоп× (lоп + х) - RCy× х; 0£х£ lT /2

My2= Fоп× lоп=111,049 Н*м

My3= Fоп×(lоп+ lT /2)- RCy× lT /2=1695,4*(0,0655+0,108/2)- 2243,09*0,108/2=81,47 Н*м

My=RDy ×х; 0£х£ lT /2

My4= RDy×0=0

My3= RDy × lT /2=2190,67*0,108/2=118,296 Н*м

 

где Fоп- сила давления цепи на вал, Н;

lоп-расстояние между точками приложения консольной сил и реакции смежной опоры подшипника, мм;

lT-расстояние между точками приложения реакций в опорах подшипников тихоходного вала, мм;

RCy-опорная реакция подшипника в точке С, Н;

RDy- опорная реакция подшипника в точке D,H;

б) в горизонтальной плоскости:

1) определяем опорные реакции в подшипниках:

 

SM4=0; RCх × lT+ Ft2× lT / 2 =0х = -(Ft2× lT / 2) / lT = -(4933,8*0,108/2)/0,108= -2466,9 Н

 

SM2=0; -Ft2× lT / 2 + RDх× lT=0х=(Ft2× lT / 2) / lT = (4933,8*0,108/2)/0,108=2466,9 Н

 

) проверяем правильность определения реакций:

 

RCх - Ft2 + RDх =0

 

(-2466,9)-4933,8+2466,9=0

где lоп-расстояние между точками приложения консольной силы и реакции смежной опоры подшипника, мм;

lT-расстояние между точками приложения реакций в опорах подшипников тихоходного вала, мм;

RCх-опорная реакция подшипника в точке С, Н;

RDх- опорная реакция подшипника в точке D,H;

 Ft2-окружная сила на колесе, Н.

) строим эпюру изгибающих моментов:

 

Mх= RCх ×х; 0£х£ lT /2

Mх1= RCх ×0=0

Mх3= RCх × lT/ 2=-2466,9*0,108/2= -133,213 Н*м

Mх= -RDх ×х; 0£х£ lT /2

Mх4= -RDх ×0=0,

Mх3= -RDх × lT /2=-2466,9*0,108/2=-133,213 Н*м

 

где lT-расстояние между точками приложения реакций в опорах подшипников тихоходного вала, мм;

RCх-опорная реакция подшипника в точке С, Н.

RDх- опорная реакция подшипника в точке D,H;