Осевая сила

3.2.3. Осевая сила

F_a = F_aI = F_ai+1 = F_a ґ 

F_a = 1029.39 ґ tg15.2 = 279.67H

Величины изгибающих моментов равны:

изгибающий момент от осевой силы на шестерню:

M_a1 = F_a1 ґ d₁ /2
M_a1 = 279.67 ґ 37.5 ґ 10^-3 / 2 = 5.2438Hм

изгибающий момент от осевой силы на колесо:

M_a2 = F_a1 ґ d₂ / 2

M_a2 = 279.67 ґ 212.5 ґ 10^-3 / 2 = 29.7149Hм

4. Разработка предварительной компоновки редуктора

l = 2b_m

q = b_m

b_m = 31 + 4 = 35мм

p₁ = 1.5b_m

p₂ = 1.5b_k

p₁ = 1.5  52.5

a = p₁ = 52.5

b = c = b_m = 35мм

5. Проектный расчет первого вала редуктора

6. Построение эпюр

6.1. Определение опорных реакций

Момент относительно опоры "II"

M^в_II = F_r1 ґ b – F ґ (d₁ / 2) – F_rI^b ґ (b + c) = 0

F_rI^в = (F_rI ґ b – F_a ґ (dt/2)) / (b + c)

F_rI^в = (390.29 ґ 35 – 279.67 ґ (37.5 / 2)) / (35 + 35) =
= (13660.15 – 5245.81) / 70 = 120.23

Момент относительно опоры "I"

M^в_I = F_r^в_II ґ (b + c) – F_r1c – F ґ (d₁ / 2) = 0

F_II^в = (F_r1 ґ c + F_a ґ (d₁ / 2)) / (b + c)

F_II^в = (390.29 ґ 35 + 279.67 ґ (37.5 / 2)) / 70 = 270.06

Проверка

p^в = F_rII^в + F_rI^в – F_rI

p^в = 270.06 + 120.23 – 390.29 = 0

Горизонтальная плоскость

Момент относительно опоры "II"

M^г_II = F_t1 ґ b – F_гI^г ґ (b + c) + F_м ґ a

F_rI^г = (F_t1 ґ b + F_м1 ґ a) / (b + c)

F_rI^г = (1029,33 ґ 35 + 206,79 ґ 52,5) / (35 + 35) = (36026,55 + 10856,48) / 70 = 669,76

Момент относительно опоры "I"

M_I = F_м ґ (a + b + c) – F_r^г_II ґ (b +c) – F_t1 ґ c

F_rII^г = (F_t1 ґ c – F_м1 ґ (a +b +c)) / (b + c)

F_rII^г =(1029.33 ґ 35 – 206.79 ґ (35 + 35 + 52.5)) / 70 = 152.78

Проверка:

p^г = F_rII^г – F_t1 + F_rI^г + F_м1

p^г = 152.78 – 1029.33 + 669.76 + 206.79 = 0

Определяю полные опорные реакции:

F_t1 =  (F_r^в_I)² + (F_r^г_I)²

F_t1 =  120.23² + 669.76² = 680.4

F_tII =  (F_r^в_II)² + (F_r^г_II)²

F_tII = 270.06² + 152.78² = –310.3

6.2. Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

Эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости:

М^в_II = 0

М₁`^в = F_r^в_II ґ b

М₁`^в = 270.06 ґ 35 = 3452.1 ґ 10^-3

М₁``^в = F_r^в_II ґ b – F_a1 ґ d₁ / 2

М₁``^в = 9452.1 – 5243.8 = 4208.3 ґ 10^-3

М^в_I = 0

Эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости:

М^г_II = F_м1 ґ a = 0

М^г_II = 206.79 ґ 52.5 = 10856.5 ґ 10^-3

М₁^г = F_r^г_I ґ b

М₁^г = 669.76 ґ 35 = 23441.6 ґ 10^-3

6.3. Определение диаметров валов в опасных сечениях

В сечении "II"

М_IIрез =  (М^в_II)² + (М^г_II)²

T = T₁ = 19.3

М_IIрез =  (10.856)² = 10.856

Приведенный момент:

М_IIпр =  (М^в_IIрез)² + 0.45T₁²

М_IIпр =  (10.86)² + 0.45 ґ 19.3² = 16.89

В сечении "I"

М_Iрез =  (М''₁^в)² + (М^г_I)²

М_Iрез =  4.208² + 5.347² = 6.804

М_Iпр =  (М_Iрез)² + 0.45T₁²

М_Iпр =  6.804² + 0.45 ґ 19.3² = 14.62

Определяю диаметры валов

Валы из стали 45

В сечении "II"

d_II = 10 ³ M_IIпр / 0.1[G_u]

d_II = 10 ³ 16.89 / 0.1 ґ 75 = 13.11мм

[G_u] = 75МПа

принимаю d_II = 25мм

В сечении "I"

d_I = 10 ³ M_Iпр / 0.1[G_u]

d_II = 10 ³ 14.62 / 0.1 ґ 75 = 12.49мм

принимаю d_I = 30мм

7. Выбор подшипников качения по динамической грузоподъемности для опор валов редуктора

7.1. Выбор подшипников качения для первого вала редуктора

7.1.1. Схема нагружения подшипников

7.1.2. Выбираю тип подшипников

F_I = 680.29

F_II = 310

F_a = 279.67

F_a / F_rI = 0 / 680.4 = 0  ШРО №105

F_a / F_rII = 279.67 / 680.4 = 0.9  ШРУ

Наиболее нагруженная опора  "I" опора

Два радиально–упорных подшипника типов 36000, 46000, 66000