Определение реакции опор валов редуктора и подбор подшипников

Для определения реакции опор А и В составляем расчетную схему вала, где реальный вал рассматривается как шарнирно опертая балка, к которой приложены силы, действующие в зацеплении зубчатых колес.

В качестве примера приведена расчетная схема тихоходного вала редуктора с размещенным на нем зубчатым колесом. Одна из опор вала (опора А) является шарнирно-неподвижной, а опора В – шарнирно-подвижной. Также радиальные реакции Ray, Raz и Rby, Rbz и осевая реакция Rax. Размеры a= и l= определяются по эскизной компоновки редуктора. При этом радиальные опорные реакции считаются приложенными в точках пересечения плоскостей, а силы в зацеплении считаются приложенными на диаметре делительной окружности посредине ширины колеса.

Реакции опор определяют из шести уравнений статики вала – трех уравнений проекции сил, приложенных к валу, на оси X, Y, и Z и трех уравнений моментов этих сил относительно координатных осей.

Для первой схемы.

1)

2)

3)

Для второй схемы.

1)

2)

Суммарные радиальные реакции в опорах вычисляются по формулам

Если осевая нагрузка на опору Fa<=0.25 R, то назначают радиальные подшипники, если же Fa>0.25 R, то – радиально-упорные шариковые или конические роликовые подшипники.

Поскольку Fa 313 < 1080 назначаем радиальные подшипники. По книге Иванова определяем dвн и dвнеш . Проверяем подшипник на грузоподъемность.

Серия 208 d1вн=0,04 d1внеш=0,08 b1=16

Серия 210 d2вн=0,05 d2внеш=0,09 b2=20

- определяется расчетная динамическая грузоподъемность Срасч;

- с учетом расчетного значения динамической грузоподъемности, подтверждается правильность предварительно выбранного подшипника по справочнику или каталогу на подшипники качения, или выбирается другой подшипник (тип и серия); при этом должно быть удовлетворено условие Срасч<=Стабл (Стабл – динамическая грузоподъемность подшипника по каталогу).

Расчет шпоночных соединений на прочность и подбор стандартных муфт

Зубчатые колеса имеют посадку на вал с гарантированным натягом.

наряду с этим используются шпоночные соединения. Шпонки в соответствии с ГОСТ 23360-78 подбираются по диаметру вала и проверяются по напряжению смятия, МПа,

где lp=40 мм - рабочая длина шпонки; d=55 мм – диаметр вала; h=10 мм – высота шпонки. Допускаемое напряжение =100 МПа.

Подбор муфты

Муфта упругая втулочно-пальцевая по ГОСТ 21424–75.

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 несоосносги валов в небольших пределах (1...5 мм; 0.3…0,6 мм; до 1 ).

Материал полумуфт – чугун СЧ20.

Материал пальцев – сталь 45.

Для проверки прочности рассчитывают пальцы на изгиб, а резину – по напряжениям смятия на поверхности соприкасания втулок с пальцами. При этом полагают, что все пальцы нагружены одинаково, а напряжения смятия распределены равномерно по длине втулки:

где z – число пальцев, z = 6. Рекомендуют принимать = 1,8...2 МПа.

Тогда