Для ведомого (тихоходного) вала диаметром  используем подшипники шариковые радиально-упорные однорядные средней серии с углом :

ГОСТ 831-75 

6. Конструктивные элементы корпуса

     Толщина стенок корпуса и крышки редуктора:

     принимаем

  Толщина фланцев :

  Толщина нижнего пояса корпуса:

     Принимаем р = 20 мм

  Диаметр болтов:

     - фундаментных 

     принимаем болты М20;

     - крепящих крышку к корпусу  у подшипников

     принимаем болты М16;

     - соединяющих крышку с корпусом 

     принимаем болты М12. 
 
 
 
 
 
 

7. Проверка долговечности подшипников

1. Схема нагружения быстроходного вала

 

 

      Горизонтальная  плоскость:

     Вертикальная  плоскость:

     

     Суммарные реакции опор:

2. Эквивалентная нагрузка

      – коэффициент радиальной нагрузки

      – коэффициент радиальной нагрузки

      – коэффициент вращения внутреннего кольца подшипника

      – коэффициент безопасности

      – работа при t < 100ºC

Отношение

     Проверяем наиболее нагруженный подшипник А:

     Отношение ˃ e

     Cледовательно и

3. Расчетная долговечность подшипника

      – для шариковых  подшипников

     

Минимально-допустимая долговечность подшипников для зубчатых редукторов 10000 часов

 

4. Схема нагружения тихоходного вала

      Горизонтальная  плоскость:

     

     

     Вертикальная  плоскость:

     

     Суммарные реакции опор:

     

6. Эквивалентная нагрузка

     Отношение

     Проверяем наиболее нагруженный подшипник С:

     Отношение ˃ e

     Cледовательно и

     

 

7. Расчетная долговечность подшипника

     

     – больше минимальной долговечности

8. Выбор и проверка шпоночных соединений

1. Выбор шпонок

Выбираем шпонки призматические со скругленными торцами  по ГОСТ 23360-78. Материал шпонок – сталь 45 нормализованная. Напряжение смятия и условие прочности:

     

     

     h – высота шпонки;

     t₁– глубина паза вала;

     t₂– глубина паза ступицы;

     l– длина шпонки;

     b– ширина шпонки.

2. Быстроходный вал

     Шпонка  на выходном конце вала 12×8×4

     h = 8 – высота шпонки;

     t₁ = 5 – глубина паза вала;

     t₂ = 3,3 – глубина паза ступицы;

     l = 40 – длина шпонки;

     b = 12 – ширина шпонки.

  

     Шпонка  под шестерней  12×8×56

     h = 8 – высота шпонки;

     t₁ = 5– глубина паза вала;

     t₂ = 3,3 – глубина паза ступицы;

     l = 56 – длина шпонки;

     b = 12 – ширина шпонки.

3. Тихоходный вал

     Шпонка  под колесом  16×10×56

     h = 10 – высота шпонки;

     t₁ = 6 – глубина паза вала;

     t₂ = 4,3 – глубина паза ступицы;

     l = 56 – длина шпонки;

     b = 16 – ширина шпонки.

  

     Шпонка  на  выходном конце  14×9×45

     h = 9 – высота шпонки;

     t₁ = 5,5 – глубина паза вала;

     t₂ = 3,8 – глубина паза ступицы;

     l = 45 – длина шпонки

     b = 14 – ширина шпонки

     

Следовательно, на выходном конце ставим 2 шпонки, что снизит напряжение в два раза. 

     Условие σ_см < [σ_см] выполняется во всех случаях.

 

9. Уточненный расчет валов

1. Быстроходный вал

Рассмотрим  сечение, проходящее под опорой А. Концентрация    напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 45, улучшенная: s_В = 780 МПа

Пределы выносливости:

     при изгибе s_-1 » 0,43×s_В = 0,43×780 = 335 МПа;

     при кручении t_-1 » 0,58×s_-1 = 0,58×335 = 195 МПа.

Суммарный изгибающий момент:

     М_и = М_х = 90,884 Н·м

Осевой момент сопротивления:

W = πd³/32 = π42³/32 = 7,27·10³ мм³

Полярный момент сопротивления:

W_p = 2W = 2·7,27·10³ = 14,54·10³ мм³

Амплитуда нормальных напряжений:

σ_v = M_и/W = 90,884·10³/7,27·10³ = 12,5 МПа

Амплитуда и  среднее напряжение цикла касательных напряжений:

t_v = t_m = T₂/2W_p = 84,4·10³/2·14,54·10³ = 2,9  МПа

     Коэффициенты:

k_σ/e_σ    = 3,3;    k_t/e_t = 0,6·k_σ/e_σ  + 0,4 = 0,6·3,3 + 0,4 = 2,4

     Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

s_σ = σ_-1/(k_σσ_v/e_σ) = 335/3,3·21,9 = 4,6

     Коэффициент запаса прочности  по касательным напряжениям:

s_t = t_-1/(k_tt_v/e_t + y_t t_m) = 195/(2,40·2,6 + 0,1·2,6) = 30,0

     Общий коэффициент запаса прочности

s  = s_σs_t/(s_σ² + s_t²)^0,5 = 4,6·30,0/(4,6² + 30,0²)^0,5 = 4,4 > [s] = 2,0

2. Тихоходный вал

Рассмотрим  сечение, проходящее под опорой С. Концентрация    напряжений обусловлена подшипником посаженным с гарантированным натягом.

Материал вала сталь 45, улучшенная: s_В = 780 МПа [2c34]

Пределы выносливости:

  при изгибе s_-1 » 0,43×s_В = 0,43×780 = 335 МПа;

  при кручении t_-1 » 0,58×s_-1 = 0,58×335 = 195 МПа.