Расчет промежуточного вала

1.Данные для расчета.

F_t2=3356 H; F_a2=444 H; F_r2=1090 H; F_t=7841 Н; F_r=2585 H; F_a=1340 H;

2.Изображаем вал как балку на двух опорах со всеми действующими силами.

3.Назначаем a₁=75 мм, a₂=130 мм, а₃=85 мм.

4.Определяем радиальные реакции опор.

1) Вертикальная плоскость

R_y3*290+F_a2*d₂/2+F_r2*215-F_t3*85=0

R_y3=(7841*85-1090*215-444*160)/290=1245 H

-R_y4*290+F_a2*d₂/2-F_r2*75+F_t3*205=0

R_y4=(7841*205-1090*75+444*160)/290=5506 H

Проверка: 5506+1245+1090-7841=0

2) Горизонтальная плоскость

R_х₃*290+F_a₃*d₃/2+F_r₃*85-F_t₂*215=0

R_х₃=(3356*215-1340*68,5-2585*85)/290=1414 Н

R_х4*290-F_a₃*d₃/2+F_r₃*205-F_t₂*75=0

R_x4=(1340*68,5+3356*75-2585*205)/290= - 643 H

Проверка:1414+2585-643-3356=0.

Строим эпюры изгибающих моментов, а также эпюру крутящего момента. 1)Вертикальная плоскость:

Участок 1В: z₁=0; z₁_B=75 мм; M_y(0)=0; M_y(75)=R_y₃*75=93375 Н;

Участок ВС: z_2В=0; z₂_C=130 мм; M_y(0)= R_y₃*75+F_a₂*d₂/2=164415 H;

M_y(130)= R_y3*205+F_a2*d₂/2+F_r2*130=467965 H;

Участок 3С: z₃=0; z₃_C=85 мм; M_y(0)=0; M_y(85)=R_y₄*85=468010 H

1) Горизонтальная плоскость:

Участок 1В: z₁=0; z₁_B=75 мм; M_x(0)=0; M_x(75)=R_x₃*75=106050 Н;

Участок ВС: z_2В=0; z₂_C=130 мм; M_x(0)= R_x₃*75=106050 H;

M_x(130)= R_x₃*205-F_t₂*130=-146410 H;

Участок 3С: z₃=0; z₃_C=85 мм; M_x(0)=0; M_x(85)=R_x₄*85-F_a₃*d₃/2=-146445 H

Рисунок 5.2 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов промежуточного вала

Расчет тихоходного вала

1.Данные для расчета.

F_t=7841 H; F_r=2585 H; F_a=1340 H;

2.Изображаем вал как балку на двух опорах со всеми действующими силами.

Назначаем a₁=210 мм; a₂=90 мм.

3.Определяем радиальные реакции опор.

1) Вертикальная плоскость

R_y5*300+F_t4*90=0

R_y5=-7841*90/300=-2352 H

R_y6*300+F_t4*210=0

R_y6=-7841*210/300=-5489 H

Проверка: -2352-5489+7841=0.

2) Горизонтальная плоскость

R_x5*300-F_r4*90+F_a4*d₄/2=0

R_x5=(2585*90-1340*246,5)/300=-325,5 H

R_x6*300-F_r4*210-F_a4*d₄/2=0

R_x6=(2585*210+1340*246,5)/300=2910,5 H

Проверка: -325,5-2885+2910,5=0

4.Строим эпюры изгибающих моментов, а также эпюру крутящего момента.

1) Горизонтальная плоскость:

Участок 5Е: z₁=0; z₁_E=210 мм; M_х(0)=0; M_х(210)=R_х5*210=-68355 H;

Участок 6Е: z₂=0; z₂_E=90 мм; M_х(0)=0; М_х(90)=R_х6*90=261945 H;

2) Вертикальная плоскость:

Участок 5Е: z₁=0; z₁_E=210 мм; M_y(0)=0; M_y(210)=R_y₅*210=-493920 H;

Участок 6Е: z₂=0; z₂_E=90 мм; M_y(0)=0; М_y(90)=R_y₆*90=494010 H;

Рисунок 5.3 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов тихоходного вала.

Проверочный расчет валов.

Вал-червяк:

М_гор=38850 Нмм; М_верт=162575 Нмм; Т=19700 Нмм

М_экв= М_экв=167196 Нмм.

σ_экв= М_экв/0,1d³=167196/0,1*61³=7,4< 50 МПа

Вал промежуточный:

М_гор=146455 Нмм; М_верт=468010 Нмм; Т=536930 Нмм

М_экв= М_экв=656251 Нмм.

σ_экв= М_экв/0,1d³=656251/0,1*60³=31< 50 МПа

Вал ведомый:

М_гор=261945 Нмм; М_верт=493920 Нмм; Т=1839670 Нмм

М_экв= М_экв=1682501 Нмм.

σ_экв= М_экв/0,1d³=1682501/0,1*85³=27,4< 50 МПа

Конструирование зубчатых колес, червяка и червячного колеса

6.1 Червячная передача:

Червяк выполняем вместе с валом:

d_вход=28 мм; d_под=45 мм; d_f₁=60,8 мм; d_a₁=96 мм; d₁=80 мм; b₁=132 мм;

l₁=350 мм; f₁=65мм.

Рисунок 6.1 Червяк.

Червячное колесо изготавливаем составным: венец – бронзовый, центр чугунный, его размеры:

Диаметр отверстия d_k=60; толщина ободов венца и центра δ₁= δ₂=16 мм;

диаметр ступицы d_ct=100 мм; толщина диска С=18 мм; длина ступицы l_ст=80 мм; d_винт=10; L_винт=25 мм;

d₂=320мм; d_a2=336мм; d_f2=300,8 mm; d_aM2=352 mm.

Рисунок 6.2 Червячное колесо.

Цилиндрическая передача

Шестерню изготавливаем кованной из стали 45 улучшенной.

Рисунок 6.3 Шестерня

Размеры:

d_k=60 mm; d₃=136,96mm; d_a3=145,96 mm; d_f2=125,71mm; d_ст=96 mm; l_c_т=b₃=105 mm;

Колесо зубчатое изготавливаем кованным из стали 45 нормализованной.

Рисунок 6.4 зубчатое колесо

d_k=85 mm; d₄=493,04 mm; d_a₄=502,04 mm; d_f₄=481,8 mm; b₄=100 мм; d_ст=136 mm; l_ст=110 mm; δ₄=12 мм; C=30 mm; D_отв=296 мм; d_отв=80 mm;