Расчет и конструирование валов редуктора

Для расчета и конструирования валов необходимо изобразить пространственную схему редуктора и нанести на неё все действующие нагрузки (рисунок 10).

 

 

Рисунок 10 – Расчетная схема редуктора

 

Силы, действующие в зубчатых зацеплениях:

- определены в расчетах зубчатых передач.

Кроме этих нагрузок следует учитывать радиальную консольную нагрузку на быстроходном и тихоходном валах, регламентированную ГОСТ 16162-85Е. Эта нагрузка появляется из-за несоосности валов, соединяемых муфтой. При крутящем моменте на быстроходном валу Т_Б 25 Н·м максимальная радиальная консольная нагрузка определяется по формуле:

 

 

- при - ;

- при -

 

Радиальная консольная нагрузка на тихоходном валу определяется по формуле:

 

 

6.4.1 Определение опорных реакций валов редуктора

Радиальную реакцию подшипника считают приложенной к оси вала в точке пересечения с ней нормали, проведенной через середину контактной площадки. Для радиальных подшипников эта точка расположена на середине ширины подшипника.

При установке вала на двух радиальных подшипниках осевая сила R_a, нагружающая подшипник, будет равна внешней осевой силе F_a, действующей на вал. Силу F_a воспринимает тот подшипник, который ограничивает осевое перемещение вала под действием этой силы.

При установке вала на двух радиально-упорных подшипниках осевые силы R_a1 и R_a2, действующие на подшипники, находят с учетом составляющих R_S1 и R_S2, возникающих от действия радиальных реакций R₁ и R₂ вследствие наклона контактных линий [3].

Осевая составляющая для радиально-упорных шариковых подшипников с углом контакта до 18⁰ определяется из соотношения:

 

 

где – коэффициент минимальной осевой нагрузки, принимаемый по графику (рисунок 11). Если α > 18⁰, значения = е принимают по справочным таблицам для подшипников.

Для роликовых конических подшипников =0, 83е и R_S = 0.83eR_r. Значение коэффициента е принимают по таблицам для подшипников.

Для обеспечения нормальной работы подшипников необходимо, чтобы нагружающая подшипник осевая сила была не меньше осевой составляющей от действия радиальных нагрузок, т. е. R_a1 R_S1 и R_a2 R_S2. Кроме этого, должно выполняться условие равновесия (рисунок 12):

 

 

В таблице 21 приведены формулы осевых сил и в частных случаях.

 

Рисунок 11 – График для определения минимальной осевой нагрузки

 

 

Рисунок 12 – Типовые схемы нагружения радиально-упорных подшипников

 

Таблица 21 – Формулы для определения осевых сил, нагружающих радиально-упорные подшипники

Условия нагружения	Осевые силы
RS1> RS2; Fa 0 RS1 < RS2; Fa RS2 – RS1	Ra1 = RS1; Ra2 = Ra1 +Fa
RS1 < RS2; Fa < RS2 – RS1	Ra2 = RS2; Ra1 = Ra2 - Fa

 

В качестве примера рассмотрим последовательность определения опорных реакций для всех трех валов редуктора, учитывая, что в качестве опор для быстроходного вала выбраны радиально-упорные шариковые однорядные подшипники, для промежуточного вала – радиально-упорные роликовые конические, для тихоходного – радиальные шариковые однорядные.

Быстроходный вал (рисунок 13):

 

 

 

Рисунок 13 – Расчетная схема быстроходного вала

 

При составлении уравнений равновесия используем заданные нагрузки в зацеплениях (получены в расчетах зубчатых зацеплений), найденную радиальную консольную нагрузку, расчетную длину участков вала и диаметр делительной окружности шестерни первой (быстроходной) ступени.

Сумма моментов относительно оси ОХ в т. 1:

 

 

Откуда:

 

 

Сумма моментов относительно оси ОХ в т. 2:

 

 

 

Откуда:

 

 

Проверка:

 

Сумма моментов относительно оси ОY в т. 1:

 

 

 

 

 

Сумма моментов относительно оси ОY в т. 2:

 

 

 

Проверка:

 

 

Опорные реакции от радиальной консольной нагрузки:

 

 

 

 

Проверка:

 

Результирующие опорные реакции:

 

 

Суммарные опорные реакции с учетом радиальной консольной нагрузки:

 

 

Промежуточный вал (рисунок 14)

 

Рисунок 14 – Расчетная схема промежуточного вала

 

Опорные реакции:

 

 

 

Проверка:

 

 

 

 

Проверка:

 

 

Результирующие опорные реакции:

 

 

Необходимо определить наиболее нагруженную опору и осевую нагрузку на опору.

 

Тихоходный вал (рисунок 15):

 

 

Рисунок 15 – Расчетная схема тихоходного вала

 

 

 

Проверка:

 

 

 

Результирующие опорные реакции:

 

 

В соответствии с ГОСТ 16162 – 85Е при расчете тихоходного вала, имеющего консольный участок, необходимо учесть радиальную консольную нагрузку (рисунок 16):

 

 

 

Рисунок 16 – Схема нагружения тихоходного вала радиальной консольной нагрузкой

 

Опорные реакции от радиальной консольной нагрузки:

 

 

 

Опорные реакции с учетом радиальной консольной нагрузки:

 

 

Выявить наиболее нагруженную опору.

 

⇐ Предыдущая45678910111213Следующая ⇒

Поделиться: