10. Примеры расчётов валов привода

    1. Расчёт валов двухступенчатого цилиндрического редуктора (пример 1)

Рассчитать валы двухступенчатого цилиндрического редуктора, кинематическая схема привода в который входит данный редуктор представлена на рисунке 80. Привод состоит из электродвигателя (1), ременной передачи (2), двухступенчатого цилиндрического редуктора (3) и муфты (4).

Рисунок 80

1. Предварительная компоновка редуктора (представлена только расчётная часть)

Назначаем толщину стенки корпуса редуктора δ=6мм

Определяем расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности вращающейся части по формуле:

С=(1,0÷1,2)δ

С=1·6=6мм

Определяем расстояние от внутренней поверхности стенки редуктора до боковой поверхности подшипника качения

С₁=(3÷5)

Назначаем С₁=5мм

Определяем расстояние в осевом направлении между вращающимися частями смонтированными: - на одном валу:

C₂=(0÷5)

назначаем C₂=5мм

-на разных валах:

С₃=(0,5÷1,0)δ

С₃=1·6=6мм

Определяем радиальный зазор от поверхности вершин зубьев:

- до внутренней поверхности стенки редуктора:

С₅=1,2 δ

С₅=1,2·6=7,2 мм

- до внутренней нижней поверхности стенки корпуса

С₆=(5÷10)m

С₆=5,71·1,75=10мм

Ширина фланцев:

S=k+ δ+6

S=18+ 6+6=30

Толщина фланцев боковой крышки h₁=5мм

Высота головки болта h=4,2 мм

Толщина фланца втулки h₂=h₁=5 мм

Толщина стакана h₃=6 мм

Длина цилиндрической части крышки h₄=12мм

Ориентировочный расчёт вала.

Находим диаметр выходного конца вала:

где – допускаемое напряжение на кручение: - крутящий момент на быстроходном валу

Учитывая ослабление сечения шпоночной канавкой, увеличиваем расчётный диаметр и принимаем окончательно по ГОСТ 6636–69 диаметр выходного конца вала d_в=16 мм..

Диаметр вала под подшипниками качения:

Расчёт промежуточного вала – шестерни редуктора.

Ориентировочный расчёт вала.

Находим диаметр вала под зубчатым колесом:

где – допускаемое напряжение на кручение; - крутящий момент на промежуточном валу

Полученное значение округляем до стандартного: получаем d_к=17мм

Диаметр вала под подшипниками качения:

Находим диаметр выходного конца тихоходного вала:

где – допускаемое напряжение на кручение: - крутящий момент на тихоходном валу.

Округляем полученное значение до ближайшего посадочного диаметра муфты, получаем d_в=32 мм

Диаметр вала под подшипниками качения:

Вычисленные размеры переносим на миллиметровую бумагу и определяет размеры валов.

2. Быстроходный вал

Для изготовления быстроходного вала примем материал Сталь 40X ГОСТ 2590-88. Предел текучести данного материала

Определение сил, действующих на вал:

Окружная сила

Радиальная сила

Осевая сила

Изгибающий момент создаваемый осевой силой:

Консольная радиальная сила

Определение реакций в опорах:

Проекция на ось ОХ:

Проекция на ось ОY:

Определяем изгибающие моменты.

Проекция на ось ОХ:

1) ,

2) ,

3) ,

Проекция на ось ОY:

1) ,

2) ,

3) ,

Расчет изгибаемого момента:

Рассчитаем эквивалентный момент:

,

в случаи реверсивной передачи λ=0,87

Рисунок 81

;

Произведем расчет диаметра вала:

мм; мм;

мм; мм.