Выходной вал редуктора:

Силы в зацеплении:

Окружная сила

Радиальная

Осевая

Момент от действия осевой силы M=0.5*Fa*d2=0.5*1162,8*0.275=159,9Н Горизонтальная плоскость

Определим реакции опор

Fr*a-M-R_y2(a+b)=0,

R_y2=(Fr*a-M)/(a+b)=(2196,4*0.153-159,9)/(0.153+0,153)=575,6H

Fr*b+M-R_y1(a+b)=0

R_y1=(Fr*b+M)/(a+b)=(Fr*b+M)/(a+b)=(2196,4*0.153+159,9)/0.306=1620,7H

Вертикальная плоскость

Определим реакции опор

Ft*a-R_x2(a+b)=0, R_x2=Ft*a/(a+b)=5920*0.153/0.306=2960H

Ft*a-R_x1(a+b)=0, R_x1=Ft*a/(a+b)=5920*0.153/0.306=2960H

Найдем моменты для построения эпюры моментов

M1=R_y1*a=1620,7*0.153=248Н*м

M2=R_y2*b=575,6*0.153=88Н*м

M3=M4=R_x2*a=2960*0.153=453Н*м

Суммарные реакции:

Строим эпюры крутящих и изгибающих моментов

Рис.5. Эпюры крутящих и изгибающих моментов

быстроходного вала

Определяем эквивалентный момент в наиболее опасном сечении вала (под колесом)

Рассчитываем допускаемый диаметр вала, исходя из допускаемого напряжения на изгиб, равного 278МПа.

Принятый нами ранее диаметр ведомоно вала составляет 43мм, что более допускаемого диаметра. Следовательно, условие прочности соблюдается.

Подбираем подшипник 211 со следующими параметрами:

d=55, D=100мм, В=21мм, С=35,1КН,С0=19,8КН.

условие статической грузоподъемности выполняется

Эквивалентная нагрузка составляет:

Рэ=(XVFr1+YFa)KбКт=(0,41*1682,8+0,87*1162,8)=1701,6Н

Расчётный скорректированный ресурс подшипника при а1=1 (вероятность безотказной работы 90 %), а23=0.7 (обычные условия применения)

n – частота вращения вала, об/мин.

L10h – требуемая долговечность, час.

p = 3 – для шариковых подшипников.

5429.5Н<43600Н что позволяет оставить ранее выбранный подшипник.

6.Расчет муфты

Муфта на входном валу

Для компенсации вредного влияния несоосности валов и улучшения динамических характеристик выбираем муфту упругую втулочно-пальцевую ГОСТ 21424-82.

Типоразмер муфты выбираем по величине расчетного вращающего момента.

, где - коэффициент режима работы, ,T=110Нм – момент на валу, Нм.

Рис.8. Муфта упругая втулочно - пальцевая

d =40 мм, D =185 мм, L =215 мм

При проверке муфты достаточно рассчитать только болты на срез по условию прочности: , где - окружная сила, приходящаяся на один болт;

D₀ = 130 мм - диаметр окружности расположения болтов;

z₁ = 8 - число болтов, проставленных без зазора

d_б = 18 мм - диаметр болта.

Получили, что принятая муфта полностью удовлетворяет передачи крутящего момента.

7. Уточненный расчет валов Выходной вал

Наметим опасные сечения вала которые подлежат проверке:

Опасное сечение – под колесом (ослабленное шпоночным пазом)

Изгибающий момент

Напряжение изгиба (амплитуда переменных составляющих цикла)

Напряжение кручения (амплитуда переменных и постоянных составляющих цикла)

и - коэффициенты, корректирующие влияние постоянной составляющей цикла напряжений на сопротивление усталости. Зависят от механических характеристик материала.

Пределы выносливости (где - предел прочности стали 45)

- масштабный фактор

- фактор шероховатости поверхности

- эффективный коэффициент концентрации напряжений при изгибе

- коэффициент концентрации напряжений при кручении

Запас сопротивления усталости по изгибу:

;

Запас сопротивления по кручению:

;

Запас сопротивления усталости