Расчет валов коническо-цилиндрического редуктора
Для расчета валов необходимо определить силы, действующие на вал и его опоры, для этого необходимо построить схему сил нагружения валов редуктора.
Схема сил нагружения валов имеет целью определить направление сил в зацеплении редукторной пары, консольных сил со стороны открытых передач и муфты, реакций подшипников, а также направление вращающих моментов и угловых скоростей валов [5, 8].
Пример: кинематическая схема привода (рис. 11), включающая электродвигатель 1, клиноременную передачу 2, коническо-цилиндрический редуктор 3 и фрикционную муфту 4.
Вращающий момент от электродвигателя через клиноременную передачу передается на быстроходный вал редуктора I, быстроходный вал редуктора представляет собой коническую вал-шестерню. Через коническую передачу вращающий момент передается валу II,с валаII крутящий момент передается выходному валу редуктора (тихоходному)IIIчерез цилиндрическую косозубую передачу и далее через фрикционную муфту исполнительному механизму.
В коническо-цилиндрическом редукторе определить диаметры валов.
Рис.11. Кинематическая схема привода
В зависимости от направления вращения валов и угла наклона зубьев цилиндрической передачи строят схему сил, действующих на валы с учетом силы давления на входной вал редуктора от ременной передачи (рис. 12, 13).
Рис. 12. Схема сил в пространстве
Рис. 13. Схема сил, действующих на валы редуктора:
а) на главном виде; б) на виде сверху показаны только окружные силы
5.4.1. Расчёт быстроходного вала
Рис. 14. Эпюры моментов
быстроходного вала
| Дано: силы, действующие на вал  ,  ,  ,  ; средний делительный диаметр конической шестерни  (рис. 14).
Размеры a, b, c определяют из первой эскизной компоновки редуктора.
1. В вертикальной плоскости (y) определить реакции в опорах А и Б из суммы моментов относительно опоры А:  ;
 ;
 ;
 ;
 ;
 .
Проверка:
 .
2. Построить эпюру изгибающих моментов относительно оси у от сил  ,  ,  ,  ,  .
3. Определить реакции в опорах А и Б из суммы моментов относительно опоры Агоризонтальной (х) плоскости:
  ;
 ;
 ;
 .
|
4. Построить эпюру изгибающего момента относительно оси х 
.
5. Построить эпюру крутящего момента 
= 
, где P – мощность на валу I, 
– угловая скорость, n – частота вращения данного вала.
6. Определить суммарный изгибающий момент в опорах А и Б:
;
.
7. Определить эквивалентный момент в опорах А и Б:
;
.
8. Определить диаметры вала в опорах А и Б:
;
; мм,
где 
МПа.
После определения диаметра вала в опорах А и Б, диаметр округляют в сторону увеличения на 3…5 мм.
9. Конструирование быстроходного вала (рис. 15).
Рис.15. Коническая вал-шестерня в опорах