4. Нагрузки валов редуктора

Редукторные валы испытывают два вида деформации – изгиб и кручение. Деформация кручения на валах возникает под действием вращающих моментов, приложенных со стороны двигателя и рабочей машины. Деформация изгиба валов вызывается силами в зубчатом зацеплении закрытой передачи и консольными силами со стороны открытых передач и муфт.

4.1 Определение сил в зацеплении закрытых передач

Определим окружные силы на шестерне и на колесе :

; (4.1.1)

; (4.1.2)

;

;

Рассчитаем радиальные силы на шестерне и колесе :

; (4.1.3)

; (4.1.4)

где – угол зацепления, равный 20 .

;

Следовательно, ;

Определим осевую силу на шестерне и колесе :

; (4.1.5)

; (4.1.6)

;

Таблица 4.1.1 – Нагрузки, действующие в зацеплении

Элемент передачи	Действующие нагрузки
	Окружная сила Ft, Н	Радиальная сила Fr, Н	Осевая сила Fa, Н
Шестерня	2059,48	757,16	293,47
Колесо	2059,48	757,16	293,47

5. Разработка чертежа

5.1 Выбор материала валов

В проектируемых редукторах рекомендуется применять термически обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала.

Для тихоходного и быстроходного вала возьмём сталь 40Х, в таблице 5.1.1 представлены ее механические характеристики.

Таблица 5.1.1 – Механические характеристики материала вала

Элемент передачи	Материал	Вид термообработки	Твердость НВ	Механические характеристики материалов, МПа
				σВ	σТ	σ-1	[σ]Н	[σ]F
Валы	40Х	Улучшение	235…262	790	640	376	514,3	255,95

5.2. Предварительный выбор подшипников качения

Выбор наиболее рационального типа подшипника для данных условий работы редуктора весьма сложен и зависит от целого ряда факторов: передаваемой мощности редуктора, типа передачи, соотношения сил в зацеплении, частоты вращения внутреннего кольца подшипника, требуемого срока службы, приемлемой скорости, схемы установки.

Определим тип, серию и схему установки подшипников:

Для цилиндрической косозубой передачи наиболее рациональным являются:

Радиальные шариковые однорядные подшипники средней серии для быстроходного вала и тихоходного вала.

По ГОСТу 8338-75 выберем размеры подшипников по величине диаметра внутреннего кольца:

Таблица 5.2.1 – Подшипники шариковые радиальные однорядные (ГОСТ 8338-75)

Для быстроходного вала выберем подшипник с обозначением 307, для тихоходного – 308.