Рассчитаем  шпоночное соединение для передачи вращающего момента  с звездочки на входной вал редуктора. мм

Шпонка призматическая (табл. 12.5): b=20 мм, h =12 мм, t₁ =7,5 мм. Длина шпонки l=53 мм, рабочая длина l_p = l - b =53 – 20 = 33 мм. Расчетные напряжения смятия:

что превышает  допустимое напряжение при установке  стальной полумуфты [s]_см=90 Н/мм². Рекомендуется увеличить длину шпонки.

6. Расчет подшипников  качения.

6.1. Определение реакций опор.

 

Расчетные схемы  для определения реакций опор валов редуктора приведены на рисунке, Силы здесь изображены как  сосредоточенные, приложенные в  серединах ступиц. Линейные размеры (мм) в предположении установки валов берут по компоновочной схеме.

Силы в зацеплении были определены выше:

; ;

Сила  действует со стороны ременной передачи, определена из расчета передачи.

Линейные размеры, необходимые для определения реакций, берем по компоновочной схеме l₁=88 мм, l₂=125 мм, l₃=213 мм, l₄=130 мм, l₅=368 мм, d_м1 = 100 мм, d_м2 = 401 мм.

Быстроходный  вал

Реакция от сил  в зацеплении:

в плоскости XOY

- реакции найдены правильно.

в плоскости YOZ

- реакции найдены правильно.

Суммарные реакции  опор для расчета подшипников:

Тихоходный  вал

Реакция от сил  в зацеплении:

в плоскости  YOZ

- реакции найдены правильно.

в плоскости  YOZ

- реакции найдены - реакции найдены правильно.

Суммарные реакции  опор для расчета подшипников:

6.2. Подбор подшипников для тихоходного  вала.

    Частота вращения вала n = 79,24 об/мин, требуемая долговечность . d=85

    На  опоры вала действуют силы:

; ;

     Предварительно принимаем  подшипники роликовые конические серии 7616 . Из табл. для этого подшипника выписываем:

     С_r =310000H, С₀ =29000H;е=0,33; Y=1,89

Определяем осевые составляющие:

; ;

Определяем осевые составляющие:

R_s1 = 0,83 × e × R_r1 = 0,83 × 0,33 × 11050 = 3027 H

R_s2 = 0,83 × e × R_r2 = 0,83 × 0,33 × 14210 = 3892 H

Так как R_s2 > R_s1 (3892>3027) и F_a > R_s2 - R_s1 [2904 > 865], то в соответствии с табл. 6.2 находим осевые силы, нагружающие подшипники: R_a1 = R_s1 = 3027 Н и R_a2 = R_a1 + F_a = 3027+ 2904  = 5931 Н.  

Отношение

 

и  для опоры  1: X=1,Y=0.

Отношение

 и  для  опоры 2: X=1,Y=0.

     Находим эквивалентные нагрузки при К_Б = 1,5 и К_Т = 1 (см; табл. 6.3, 6.4);

Расчетная долговечность  более нагруженного подшипника опоры 2 при a₂₃ = 0,65

     Подшипник данной серии пригоден, так как расчетная долговечность больше требуемой .

6.3. Подбор  подшипников для быстроходного  вала.

    Частота вращения вала n = 183 об/мин, d=65 требуемая долговечность . На опоры вала действуют силы:

; ;

     Предварительно  примем подшипники роликовые конические средней широкой серии 7613. Из таблицы  для этого подшипника выписываем:

     С_r =210000H, С₀ =16800H;е=0,33; Y=1,83

Определяем осевые составляющие:

R_s1 = 0,83 × e × R_r1 = 0,83 × 0,33 × 3193 = 875 H

R_s2 = 0,83 × e × R_r2 = 0,83 × 0,33 × 5700 = 1561 H

Так как R_s2 > R_s1 (3892>3027) и F_a > R_s2 - R_s1 [2904 > 686], то в соответствии с табл. 6.2 находим осевые силы, нагружающие подшипники: R_a1 = R_s1 = 875 Н и R_a2 = R_a1 + F_a = 875+ 2904  = 3779 Н.  

Отношение

 

и  для опоры  1: X=0,56,Y=1,83.

Отношение

 и  для  опоры 2: X=0,56,Y=1,83.

     Находим эквивалентные нагрузки при К_Б = 1,5 и К_Т = 1 (см; табл. 6.3, 6.4);

Расчетная долговечность  более нагруженного подшипника опоры 2 при a₂₃ = 0,65

     Подшипник данной серии пригоден, так как  расчетная долговечность больше требуемой .

7. Конструирование  крышек подшипников.

     Крышки  подшипников изготовляют из чугуна марки СЧ15. Различают крышки приветные  и закладные.

     Форма крышки зависит от конструкции опоры  вала. Чаще всего торец вала не выступает  за пределы подшипника. Поэтому наружная поверхность крышки—плоская.

     Чтобы поверхность фланца крышки и торца корпуса сопрягались по плоскости, на цилиндрической центрирующей поверхности перед торцом фланца делают канавку. Положение крышки при сборке определяется ее фланцем. Поэтому поясок с центрирующей цилиндрической поверхностью делают небольшим, чтобы он не мешал установке крышки по торцу корпуса.

     Определяющим  при конструировании крышки является диаметр отверстия в корпусе  под подшипник.

     Поверхность крышки под головками крепежных  винтов необходимо обрабатывать. Обрабатывают непосредственно те места, на которые опираются головки винтов, или весь поясок на торце в зоне расположения головок винтов. С точки зрения точности и быстроты предпочтительнее токарная обработка, чем обработка опорных поверхностей на сверлильном станке.

     При небольшом межосевом расстоянии фланцы двух крышек подшипников могут перекрывать друг друга. В этом случае у обеих крышек фланцы срезают, оставляя между срезами зазор 1 ...2 мм. Чаще всего фланцы крышек выполняют круглой формы. Обычно форма крышки соответствует форме платика корпусной детали, к которой крышка привертывается. С целью снижения расхода металла при изготовлении как самой крышки, так и корпусной детали фланцы привертных крышек изготовляют некруглой формы сокращая размер фланца на участках между отверстиями под винты крепления.

     Закладные крышки широко применяют в редукторах, имеющих плоскость разъема корпуса по осям валов. Эти крышки не требуют специального крепления к корпусу резьбовыми деталями. Чтобы обеспечить сопряжение торцов выступа крышки и канавки корпуса по плоскости, на наружной цилиндрической поверхности крышки перед торцом выступа делают канавку.

Наружный диаметр  крышки выполняют с такими отклонениями, при которых в сопряжении с корпусом крышка образует очень малый зазор, препятствующий вытеканию масла из корпуса.

     Иногда  торец крышки, контактирующий с подшипником, не совпадает с торцом выступа. Чтобы  наружная цилиндрическая поверхность  этого участка не нарушала точности центрирования крышки, ее диаметр  несколько уменьшают.

     Обычно  крышки изготовляют из чугуна. Однако с целью повышения прочности резьбы закладную крышку с резьбовым отверстием под нажимный винт изготовляют также из стали.

     Крышки  подшипников привертные.

     Размеры конструктивных элементов крышек подшипников (мм):

 

8. Расчёт валов на статическую прочность и сопротивление усталости.

8.1. Построение эпюр  нагружения.

    Построение эпюр моментов.

Быстроходный  вал. Для построения эпюр определяем значения изгибающих моментов в характерных  сечениях вала.

    Вертикальная  плоскость (YOZ):

    Сечение Т

    Сечение А

    Сечение Б

    Сечение М

    Горизонтальная  плоскость (XOZ):

    Сечение Т

    Сечение А

    Сечение Б

    Сечение М

    Передача  вращающего момента происходит вдоль  оси вала со стороны входного участка до середины шестерни.

Тихоходный вал.

    Вертикальная  плоскость (YOZ):

    Сечение В

    Сечение С

    Сечение Д

    Сечение Г  

    Горизонтальная  плоскость (XOZ):

    Сечение В

    Сечение С

    Сечение Д

    Сечение Г  

Построим эпюры:

Наиболее опасным  сечением для вала шестерни будет  сечение А, а для вала колеса сечение С.