|
|
Ориентировочный расчет валаТихоходный вал
1- хвостовик 2- уплотнение 3- участок в опоре 4- участок для установки детали 5- бортик, ориентирующий осевое положение зубчатого колеса Предварительный расчет исходит из предположения, что хвостовик вала подвергается действию только крутящего момента.
Рис.1 Конструкция тихоходного вала Расчет выполняется на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ d=
где Т – крутящий момент в опасном сечении вала, T= 1922.51 Н×м. Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с.86[1]: d=90 мм. Длина хвостовика выбирается из диапазона l=(1.5…2) d =(48…64) и также округляют по ряду на с.86[1], примем l = 90 мм. Участок вала с номером 1 предназначен для шпоночного соединения: d = 95 мм. Участок вала с номером 2 предназначен для взаимодействия с уплотнением: d = 100мм. Участок с номером 3 и 7 предназначен для установки подшипника: d = 105мм. Участок с номером 4 предназначен для установки зубчатого колеса: d = 110мм. Участки 5 являются буртиками для осевой фиксации соответственно зубчатого колеса и подшипника: d = 120мм, B – ширина подшипника тихоходного вала; d - диаметр заплечика подшипника, определяется по диаметру d из табл.5 [2].
Выберем пару подшипников для ,тихоходного вала средней серии, обозначение – 217; В = 28 мм ; d = 85 мм, D = 150 мм (D – наружный диаметр).
dп
Рис.2 Конструкция подшипника
Размеры участков тихоходного вала
Быстроходный вал 5
1
 
Рис.3Конструкция быстроходного вала Быстроходный вал имеет также ступенчатую форму и состоит из семи участков. Передаточное число зубчатой передачи и=4, поэтому быстроходный вал выполняют в виде вал – шестерни. Диаметр хвостовика вала ориентировочно определяют из расчета вала на кручение по пониженным допускаемым напряжениям [ d= где Т – крутящий момент в опасном сечении вала, T= 500.394 Н×м.
Полученное значение округлим до ближайшего числа из ряда на с.86[1]: d= 56мм. Выберем пару подшипников для быстроходного вала легкой серии, обозначение – 312; В =31 мм; d = 60 мм, D = 130 мм (D – наружный диаметр).
Размеры участков быстроходного вала
Определение опорных реакций
Определение опорных реакций для быстроходного вала. Горизонтальная плоскость
R1Г = 3.49 кН R2Г = 2.39 кН
Вертикальная плоскость
R1В = 6.83 кН R2В = 10.97 кН
Радиальные опорные реакции: R1 = R2 = Моменты и силы в опасном сечении Наименование опасного сечения - 50
Суммарный изгибающий момент в опасном сечении M = где MГ - изгибающий момент в горизонтальной плоскости, MГ =68.47 Н×м; MB - изгибающий момент в вертикальной плоскости MB = 0 Н×м. Радиальная опорная реакция R1= 7.66 кН. Уточненный расчет вала Быстроходный вал Геометрические характеристики опасного сечения Значения площади поперечного сечения A, осевого Для сплошного круглого вала A =
A = 18.56 см3 ,
Суммарный коэффициент запаса прочности Определяем по формуле (2) [2]: S = где Условие прочности вала имеет вид S где [S] – допускаемый коэффициент запаса прочности. Рекомендуемое значение [S] =2…2.5, примем [S] = 2. Значения
где Значения
Пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения определяются по следующим формулам: для углеродистых сталей
При вычислении амплитуд и средних напряжений цикла принимают, что напряжения изгиба меняются по симметричному циклу, а касательные по наиболее неблагоприятному отнулевому циклу. В этом случае
Коэффициенты
где
KF – коэффициент влияния шероховатости поверхности, определяется по табл. в зависимости от
KV – коэффициент влияния упрочнения. При отсутствии упрочнения поверхности рассчитываемого участка вала принимают KV =1. В результате расчета получили:
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|
k]=15 МПа. Для вала из стали 45. Ориентировочно определим диаметр вала, мм
= 
= 90 мм
D
4
3 7
2 6
=55,04 мм,
= 7.66 кН
= 11.23 кН
= 68.47 Н×м
и полярного 
моментов сопротивлений для типовых поперечных сечений определяют по формулам.
, 
, 
;
= 10.75 см3, 
=6.004
и 
- коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям.
[S]
и 
- пределы выносливости материала при симметричном цикле изгиба и кручения; 
и 
- амплитуды напряжений цикла; 
и 
- средние напряжения цикла, 
и 
- коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали, 
и 
- коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла.
= 790 МПа
= 0.43 
=6.371 МПа
=1.649 МПа
= 
= 10.869 МПа
+KF –1)/KV, 
= ( 
+KF –1)/KV,
и 
- эффективные коэффициенты концентрации напряжений:
и 
- коэффициенты влияния размера поперечного сечения вала;
= 0.69, 
= 0.69
+1,33–1)/1 =3.28, 
+1,33–1)/1 =3.05