Приближённый (проектировочный) расчет валов

Проверочный расчет проводим для тихоходного вала на жесткость и прочность.

Составляем расчетную схему вала для горизонтальной и вертикальной плоскостей.

Рисунок 5 – Расчетная схема быстроходного вала.

Находим реакции опор подшипников быстроходного вала.

Опорные реакции подшипника А в вертикальной плоскости, H:

                                          (72)

где L_b – определяется графически на эскизной компоновки, L_b = 169 мм;

d₁ – делительный диаметр, d₁ = 32 мм.

Опорные реакции подшипника B в вертикальной плоскости, H:

.                                     (74)

    Проверка:

                                   (75)  

.

    Изгибающие моменты, Н*м:

                                 (76)

                                   (77)

Опорные реакции подшипника А в горизонтальной плоскости, H:

                                     (78)

где L_b – определяется графически на эскизной компоновки, L_b = 169 мм;

 – определяется графически на эскизной компоновки,  мм.

Опорные реакции подшипника B в вертикальной плоскости, H:

.                         (79)

    Проверка:

                          (80)  

.

    Изгибающие моменты, Н*м:

                                 (81)

                                       (82)

Крутящий момент , :

                            (83)

Суммарные радиальные реакции, H:

                               (84)

                           (85)

Суммарный изгибающий момент, :

,                        (86)

,                        (87)

.

 

Выбор способа смазывания

Для уменьшения потерь мощности на трение и снижения интенсивности из­носа трущихся поверхностей, а также для предохранения их от заедания, зади­ров, коррозии и лучшего отвода теплоты трущиеся поверхности деталей должны иметь надежную подачу смазочного материала.

В настоящее время в машиностроении для смазывания передач широко применяют картерную систему. В корпус редуктора или коробки передач зали­вают масло так, чтобы венцы колес были в него погружены. При их вращении масло увлекается зубьями, разбрызгивается, попадает на внутренние стенки кор­пуса, откуда стекает в нижнюю его часть. Внутри корпуса образуется взвесь час­тиц масла в воздухе, которая покрывает поверхность расположенных внутри корпуса деталей.

Картерную систему смазывания применяют при окружной скорости зубчатых колес от 0,3 до 12,5 м/с.

Выбор смазочного материала основан на опыте эксплуатации машин. Прин­цип назначения сорта масла следующий: чем выше окружная скорость колеса, тем меньше должна быть вязкость масла, чем выше контактные давления в зубь­ях, тем большей вязкостью должно обладать масло. Поэтому требуемую вяз­кость масла определяют в зависимости от контактного напряжения и окружной скорости колес. Предварительно определяют окружную скорость, затем по ско­рости и контактным напряжениям находят требуемую кинематическую вязкость и марку масла.

При скорости скольжения V = 4,68 м/с и контактных напряжениях , рекомендуемая вязкость должна быть примерно равна . Принимаем масло индустри­альное И-40А по ГОСТ 20799 – 88.

Выбор муфт

Выбираем необходимые для расчета исходные данные:

- передаваемый момент: Т = 5,03 Н*м,

- диаметр вала электродвигателя: d_э/д = 22 мм,

- диаметр выходного конца тихоходного вала: d_в = 22 мм.

Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту по ГОСТ 21424 - 93:

Муфта 100 - 22/22 - 1 ГОСТ 21424 - 93.

Отличается простотой конструкции и удобством монтажа и демонтажа. Обыч­но применяется в передачах от электродвигателя с малыми крутящими момента­ми. Упругими элементами здесь служат гофрированные резиновые втулки. Из-за сравнительно небольшой толщины втулок муфты обладают малой податливо­стью и применяются в основном для компенсации несоосности валов в неболь­ших пределах (Δa ≈1...5 мм; Δr ≈ 0.3...0,6 мм; Δа до 1).

Материал полумуфт - чугун СЧ20. Материал пальцев - сталь 45.

Для проверки прочности рассчитывают пальцы на изгиб и на смятие. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжения смятия распреде­лены равномерно по длине втулки: