5. Нагрузки валов привода

5.1. Червячная передача

Окружная сила: F_t1 = (2 _* T_{1 *} 10³) / d₁ = (2 _* 50,26 _* 10³) / 48 = 2094 Н

F_t2 = (2 _* T_{2 *} 10³) / d₂ = (2 _* 2136 _* 10³) /400 = 10680 Н

Радиальная: Fr₁ = Fr₂ = F_{t2 *} tg  = 10680 _* tg 20⁰ = 3887 Н

Осевая: Fa₁ = Ft₂ = 10680 H

Fa₂ = Ft₁ = 2094 H

6. Проектный расчет валов

6.1. Выбор материала валов

Рекомендуется принимать термически обрабатываемые, среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40 X.

6.2. Выбор допускаемого напряжения на кручение

Проектный расчет валов выполняется по напряжению кручения

[]_к = 10…25 МПа

6.3. Определение геометрических параметров ступеней валов

Вал-червяк

d₁ = ³(T_{1 *} 10³) / (0,2 _* []_к) = ³(50,26 _* 10³) / (0,2 _* 20)  23 мм

d_дв = 38 мм d₁ = (0,8  1,2) _* d_дв = 30,4  45,6 мм

l₁ = (1,0…1,5) _* d₁ = 38  57 мм

d₂ = d₁ + 2 _* t = 30 + 2 _* 2 = 34 мм

уточняем d₂ = 35 мм

При d₁ = 30 t = 2 r = 1,6 f = 1

l₂  1,5 _* d₂ = 1,5 _* 34 = 51 мм

d₃ = d₂ + 3,2 _* r = 34 + 3,2 _* 1,6 = 39,12 мм

уточняем d₃ = 38 мм = d_f1

l₃ определяется графически

d₄ = d₂ = 35 мм

l₄ = В (Т)

Вал-червячное колесо

d₁ = ³(T_{2 *} 10³) / (0,2 _* []_к)= ³(2136,18 _* 10³) / (0,2 _* 20) = 81,13 мм

Округляем: d₁ = 82 мм

l₁ = (1,0…1,5) _* d₁ = 82  123 мм

d₂ = d₁ + 2 _* t = 82 + 2 _* 2,5 = 87мм

Округляем: d₂ = 86 мм

l₂  1,25 _* d₂ = 1,25 _* 86 = 107,5  108 мм

d₃ = d₂ + 3,2 _* r = 86 + 3,2 _* 2,5 = 94 мм

l₃ определить по компоновке

d₄ = d₂ = 87

l₄ = В(Т)

Вал колесо

d₁ = ³(T_{3 *} 10³) / (0,2 _* []_к)= ³(1068,09 _* 10³) / (0,2 _* 20) = 64,4 мм

Округляем: d₁ = 65 мм

6.4. Предварительный выбор подшипников

Червячная передача:

Быстроходный вал:

а) радиально-упорные шариковые типа 46000; роликовые конические типа 27000;

б) конические роликовые типа 7000 или радиально-упорные типа 36000 при а_  160 мм.

Тихоходный вал:

а) роликовые конические типа 7000

Быстроходный вал:

Шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338 – 75)

Тип 305 d = 25 D = 62 В = 17 r = 2

C = 22,5 кН С₀ = 11,4 кН

Радиально-упорные шариковые:

Тип 46305 d = 25 D = 62 В = 17 r = 2 r₁ = 1

C = 21,1 кН С₀ = 14,9 кН

Тихоходный вал:

Роликовый конический

Тип 7209 d = 45 D = 85 Т = 21 в = 19  = 15⁰

C = 42,7 кН С₀ = 33,4 кН

l = 0,41 Y = 1,45 Y₀ = 0,8

7. Расчетная схема валов редуктора

7.1. Определение реакций в опорах подшипников

F_a = 2506 H F_r = 912 H F_t = 735 H

Сумма моментов относительно оси X, проходящих через точку А:

F_{a *} 20 + R_{вy *} 190 – F_{r *} 100 = 0

R_вy = (-F_{a *} 20 + F_{r *} 100) / 190 = (-2506 _* 20 + 912 _* 100) / 190 = 216 H

R_Аy – F_r + R_вy = 0

R_Аy = F_r - R_вy = 912 – 216 = 696 H

Сумма моментов относительно оси Y, проходящей через т. А:

F_{t *} 100 - R_{вx *} 190 = 0

R_вx = (F_{t *} 100) / 190 = (73500 _* 20) / 190 = 387 H

R_Аx – F_t + R_вx = 0

R_Аx = F_t - R_вx = 735 – 387 = 348 H

R_А = R_Аx² + R_Аy² = 778 H R_в = 443 Н

F_t2 = 2506 F_a2 = 735 F_r2 = 912

F_t = 4241 F_r = 1544

Смещение реакций опор:

а = 0,5 _* (Т + (d + D) / 3 _* e) = 0,5 _* (21 + (45 + 85) / 3 _* 0,41) = 19 мм

Сумма моментов относительно оси X, проходящих через т. А:

F_{t *} 100 + F_{r2 *} 46 + F_{a2 *} 80 + R_{вy *} 92 = 0

R_вy = -(F_{t *} 100 + F_{r2 *} 46 + F_{a2 *} 80) / 92 =

= -(4241 _* 100 + 912 _* 46 + 735 _* 80) / 92 = -5705 H

Сумма моментов относительно оси X, проходящих через т. В:

F_{t *} 192 + F_{a2 *} 80 - F_{r2 *} 46 – R_{Аy *} 92 = 0

R_Аy = (F_{t *} 192 + F_{a2 *} 80 - F_{r2 *} 46) / 92 =

= (4241 _* 192 + 735 _* 80 - 912 _* 46) / 92 = 9034 H

Сумма моментов относительно оси Y, проходящих через т. А:

F_{r *} 100 – F_{t2 *} 46 + R_{вx *} 92 = 0

R_вx = (F_{t2 *} 46 - F_{r *} 100) / 92 = (2506 _* 46 + 1544 _* 100) / 92 = -425 H

Сумма моментов относительно оси Y, через т. В:

F_{r *} 192 + F_{t2 *} 46 – R_{Аx *} 92 = 0

R_Аx = (F_{r *} 192 + F_{t2 *} 46) / 92 = (1544 _* 192 + 2506 _* 46) / 92 = 4475 H

R_А = R_Аx² + R_Аy² = 4475² + 5705² = 10082 H

R_в = R_вx² + R_вy² = 425² + 5705² = 5720 H