Ориентировочный расчет валов

 

Быстроходный вал редуктора:

Диаметр быстроходного вала редуктора:

,

где =15 МПа – допускаемое напряжение для быстроходного вала;

d_б принимается в сторону увеличения на 2...5 мм больше. По этой же формуле определяются диаметры промежуточного и тихоходного валов редуктора с учетом соответствующего момента на валу.

Расчет валов по эквивалентному моменту

Основными силами, действующими на валы, являются силы от передач.Силы на валы передают через насаженные на них детали: зубчатые или червячные колеса, шкивы, звездочки, полумуфты и другие детали.

Передачу вращающего момента осуществляют соединениями: с натягом, шлицевыми, шпоночными и др.

Основными расчетными силовыми факторами являются вращающие Т и изгибающие М моменты.

Например в коническо-цилиндрическом редукторе определить диаметры валов по моменту изгибающему и крутящему в зависимости от сил, действующих в зацеплениях передач, ременных или цепных передач и реакции от этих сил в опорах (рис. 19).

 

 

Рис.19. Кинематическая схема привода

 

В зависимости от направления вращения валов и угла наклона зубьев цилиндрической передачи составляют расчетную схему на которую наносят все внешние силы, действующих на валы с учетом силы давления на входной вал редуктора от ременной передачи (рис. 20, 21).

В зависимости от действующих сил определяют реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях, строят эпюры изгибающих икрутящего моментов.

Рис. 20. Схема сил в пространстве

 

Рис. 21. Схема сил, действующих на валы редуктора)

а)на главном виде;

б)на виде сверху показаны только окружные силы

9.2.1. Расчет быстроходного вала коническо-цилиндрического редутора

 

Дано: силы, действующие на вал , , , ; средний делительный диаметр конической шестерни (рис. 22). Размеры a, b,c – определяются из первой эскизной компоновки.

1. В вертикальной плоскости (Y) определить реакции в опорах А и Б из суммы моментов относительно опоры А:

 

Рис. 22. Эпюры моментов быстроходного вала

1. В вертикальной плоскости (Y) определить реакции в опорах А и Б из суммы моментов относительно опоры А:

 

;

;

;

.

Проверка:

2. Построить эпюру изгибающего момента относительно оси Y от сил , , , , .

3. Определить реакции в опорах А и Б из суммы моментов относительно опоры А горизонтальной (Х) плоскости:

;

;

;

.

. Построить эпюру изгибающего момента относительно оси X,

5. Построить эпюру крутящего момента = , где P – мощность на валу I, – угловая скорость, n – частота вращения данного вала.

6. Определить суммарный изгибающий момент в опорах А и Б:

;

.

7. Определить эквивалентный момент в опорах А и Б:

;

.

8. Определить диаметры вала в опорах А и Б:

;

; мм,

где МПа.

После определения диаметра вала в опорах А и Б, диаметр округляют в сторону увеличения на 3…5 мм.

9. Конструирование быстроходного вала (рис. 23).

 

 

 

Рис. 23. Коническая вал-шестерня в опорах