Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

Эпюры изгибающих моментов изображены на рисунках 3 (для быстроходного вала) и 4 (для тихоходного вала).

9 Проверочный расчёт подшипников

Проверочный расчёт предварительно выбранных подшипников выполняется отдельно для быстроходного и тихоходного валов. Пригодность подшипников определяется сопоставлением расчётной динамической грузоподъёмности с базовой грузоподъёмностью или базовой долговечности с требуемой долговечностью.

9.1 Проверочный расчёт подшипников быстроходного вала

В данном случае оба подшипника вала испытывают от осевой силы в зацеплении редукторной пары одинаковое и равное этой силе нагружения. Поэтому расчёт эквивалентной нагрузки выполняется только для подшипника с большей радиальной нагрузкой.

Определим эквивалентную динамическую нагрузку:

R_a = F_a =163,4 Н

Определим коэффициенты е, Y по соотношению R_a/C_or:

R_a/C_or = 163,4/ 11400 = 0,0143;

По табл. 9,1[4] выбираем коэффициенты е=0,19; Y = 2,3; V=1; К_б = 1,7.

R_r = R =1333,1 H

R_a/(R_r*V) = 163,4 / 1333,1 = 0,23≤ e, тогда для определения R_е будем использовать формулу:

R_е = V* R_r* К_б* К_r = 1*1333,1*1,7 = 2266,27 H (72)

Определим базовую долговечность:

L_10h = *(C_r/R_e)^m = 10⁶/(573*23,1)*(22500/2266,27)³ = 73934,4 ч (73)

По табл. 9,4[4] принимаем значение L_h = 70000 часов.

Рассчитаем динамическую грузоподъёмность:

C_rp = R_e = 2266,27 = 22,09 кН

C_rp ≤ C_r, L_10h ≥ L_h значит выбранные подшипники пригодны для конструирования подшипниковых узлов.

9.2 Проверочный расчёт подшипников тихоходного вала

В данном случае каждый подшипник вала испытывает свою осевую нагрузку, зависящую от схемы установки подшипников и соотношения осевой силы в зацеплении редукторной пары и осевых составляющих радиальных нагрузок в подшипниках. Поэтому эквивалентная динамическая нагрузка рассчитывается для каждого подшипника с целью определения наиболее нагруженной опоры.

По табл. К29[4] для выбранного типа подшипника коэффициент влияния осевой нагрузки е = 0,37.

Определяем осевые составляющие радиальных нагрузок:

R_s1 = 0,83*e* R_r1 = 0,83*e* R_a =0,83*0,37*4599,8 = 1412,59 H; (74)

R_s2 =0б83*e* R_r2 = 0,83*е* R_b = 0,83*0,37*4310 = 1323,6 H

Определяем осевые нагрузки подшипников.

Из табл. 9,6[4] R_s1 ≥ R_s2; F_a ≥ 0, тогда:

R_а1 = R_s1 = 1412,59 Н;

R_а2 = R_s1 + F_a = 1412,59 + 163,4 =1575,99 H

Находим отношение R_a/(R_r*V):

R_a1/(R_r1*V) = 1412,59/4599,8*1 = 0,307

R_a2/(R_r2*V) = 1575,99/4310*1 = 0,365

R_a1/(R_r1*V) ≤ e; R_a2/(R_r2*V) ≤ e, то R_e1 и R_e2 находятся по формуле:

R_e = V* R_r* К_б* К_т; (75)

R_e1 = 1*4599,8*1,7*1 = 7819,66 Н;

R_e2 = 1*4310*1,7*1 = 7327 Н

Из полученных данных можно сделать вывод, что более нагружен первый

подшипник.

Определим базовую долговечность:

L_10h = *(C_r/R_e)^m = 10⁶/(573*3,2)*(52900/7819,66)^3,33 = 317307 ч

По табл. 9,4[4] принимаем значение L_h = 100000 часов.

Рассчитаем динамическую грузоподъёмность:

C_rp = R_e = 7819,66 = 37,39 кН

C_rp ≤ C_r, L_10h ≥ L_h значит выбранные подшипники пригодны для конструирования подшипниковых узлов.

10 Конструктивная компоновка привода

10.1 Конструирование зубчатых колёс

Основные параметры зубчатых колёс определены при проектировании передач. Конструкция колёс главным образом зависит от проектных размеров, материала, способа получения заготовки и масштаба производства.

Основные элементы колеса – обод, ступица, диск.

Обод воспринимает нагрузку от зубьев и должен быть достаточно прочным и податливым, чтобы способствовать равномерному распределению нагрузки по длине зуба. Жёсткость обода обеспечивает его толщина.

Ступица служит для соединения колеса с валом и может быть расположена симметрично, несимметрично относительно обода или равна ширине обода. Длина ступицы должна быть оптимальной, чтобы обеспечить устойчивость колеса на валу в плоскости, перпендикулярной оси вала, а также обеспечить получение заготовок ковкой и нарезание шпоночных узлов методом протягивания.

Диск соединяет ступицу и обод. Его толщина определяется в зависимости от способа изготовления колеса. Иногда в дисках выполняют отверстия, которые используют при транспортировке и обработке, а также для уменьшения массы. Диски больших литых колёс усиливают рёбрами или заменяют спицами.

Для упрощения конструирования, уменьшения расходов на изготовление и монтаж редуктора, шестерню изготавливаем заодно с быстроходным валом.