Расчет червячного одноступенчатого редуктора (стр. 3 из 6)

рисунок 5 «роликовый конический однорядный подшипник»

Из предыдущих расчетов имеем: диаметр червячного вала – 14 мм, диаметр вала колеса – 45 мм.

Диаметр вала двигателя АИР4А 100L2 У3 – 28 мм. Для простоты соединения, с целью использования однотипных муфт примем присоединительный диаметр червячного вала

Подберем пару подшипников на ведущий вал: исходя из предполагаемых посадочных мест, выбираем подшипник роликовый конический однорядный №7206А.

рисунок 6 «основные размеры подшипников червячного вала»

Для ведомого вала выберем подшипник №7210А.

рисунок 7 «основные размеры подшипников вала колеса»

5.2 Определение реакций и моментов

Для определения реакций и моментов необходимо предварительно проработать компоновку редуктора. По произведенным расчетам геометрических характеристик – предварительно построим, валы редуктора.

Определим размеры ведущего вала. Витки червяка выполним, как одно целое с валом. Сведем в таблицу рассчитанные размеры:

Таблица 5 «геометрические размеры ведущего вала»

Параметр	, мм	,мм	,мм	,мм	, мм	,мм
Значение	50	63	35	83	28	30

Расстояние между опорами вала:

.

Расстояние от выходного конца вала до ближайшей опоры:

.

Для выхода режущего инструмента, при нарезании витков червяка, участки вала, прилегающие к нарезке примем

.

Положение точки опоры вала:

;

где: Т – ширина подшипника;

D – диаметр наружного кольца подшипника;

d – диаметр внутреннего кольца подшипника;

е – коэффициент влияния осевого нагружения.

.

.

рисунок 8 «ведущий вал»

Определим размеры ведомого вала:

· диаметр вала -

;

· длина вала под ступицу колеса -

;

· диаметр под посадку колеса:

;

· расстояние от ступицы колеса до кольца подшипника – 15 мм.;

· положение точки опоры вала:

;

· Расстояние от выходного конца вала до ближайшей опоры:

.

рисунок 9 «ведомый вал»

После уточнения размера валов возможно приступить к расчетам.

рисунок 10 «расчетная схема передачи»

Левую опору, воспринимающую осевую нагрузку F_a обозначим цифрой «1», правую – цифрой «2».

Рассмотрим плоскость X0Z.

Рассмотрим плоскость Y0Z.

составим уравнение моментов относительно точки «2»:

;

.

;

.

Суммарные радиальные нагрузки, действующие на подшипники:

;

;

.

Для ведомого вала правую опору, воспринимающую осевую нагрузку F_a обозначим цифрой «4», левую – цифрой «3».

Рассмотрим плоскость X0Z.

;

Рассмотрим плоскость Y0Z.

;

;

;

Суммарные радиальные нагрузки, действующие на подшипники ведомого вала:

;

;

.

После нахождения реакций опор построим эпюры моментов:

;

.

рисунок 11 «моменты ведущего вала»

Суммарный момент на ведущем валу:

;

.

рисунок 11 «моменты ведомого вала»

Суммарный момент на ведомом валу:

5.3 Проверочный расчет подшипников на долговечность по динамической грузоподъемности

Долговечность подшипников в часах определим по формуле:

;

где: n-частота вращения, об/мин;

m – показатель степени, для роликоподшипников m=3.33;

С – динамическая грузоподъемность подшипника (С₁=С₂= 38 кН; С₃=С₄= 70.4 кН);

Р_экв – эквивалентная динамическая нагрузка, кН;

- заданный срок службы привода, ч.

Заданный срок службы вычислим по формуле:

;

где: t – предполагаемый срок службы передачи, примем 3 года;

- коэффициент работы передачи в году (0.8 – по заданию);

- коэффициент работы передачи в сутки (0.5 – по заданию).

Эквивалентную динамическую нагрузку рассчитаем по формуле:

;

где: V – коэффициент вращения, при вращении внутреннего кольца – V=1;

– суммарная радиальная нагрузка на подшипник, Н;

R_ai – суммарная осевая нагрузка на подшипник;

X,Y – коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, значения X и Y сведем в таблицу:

таблица 6 «значения коэффициентов X и Y»

№ подшипника (см. расч. схему)	, Н	Rai, Н		X	Y	e	α
№1	821	Ra1=Fa1= 2334	2.84	0.4	2	0.3	110
№2	368	0	0	1	0
№3	1584	Ra3=Fa2 =704	0.44	0.4	2
№4	1188	0	0	1	0

k_Б – коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки (k_Б=1.4);