Расчет вала на прочность

Для предварительного определения диаметра вала выполняют ориентировочный расчет его на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению [] без учета влияния изгиба.

Уточненный расчет проводят как проверочный

Сумма действующих на вал моментов:

К_П – коэффициент перегрузки двигателя, К_П =2.2

Эпюра действующих моментов с учетом коэффициента К_П

Действующие максимальный момент и осевая сила с учетом коэффициента перегрузки двигателя.

Расчет шпонок

Шпонки проверяют на смятие.

( 140)

где - напряжение смятия, действующее на шпонку;

- допускаемое напряжение смятия, для неподвижного соединения при

переходной посадке и стального вала ;

- площадь смятия;

, (141)

где Т – крутящий момент на валу;

d – диаметр ступицы;

- рабочая длина шпонки;

- высота выступающей части шпонки.

Быстроходный вал.

Т=30,4 Н∙м; d=20 мм; =30 мм; =3,5 мм.

(Н), ;

.

Промежуточный вал.

d=30, l_cт=39, T₂=104,3, b=7, h=7, t₁=4, l=27

(Н), ;

.

Тихоходный вал.

Т=283 Н∙м; d=45 мм; =68 мм; =5 мм.

(Н), ;

.

Шпонки подходят.

Выбор подшипника

Тип п-ка	d	D	В	r
906	30	47	9	0,5
911	55	80	13	1,5
206	30	62	16	1,5

Расчет подшипников.

5.1.Расчет подшипников на быстроходном валу

Расчет производим по рекомендациям П.Ф.Дунаева

R_A=1027 H; R_В=699,8 H; Fr=R_A; F_A=0; F_X=896,4 H; n=955 об/мин;

Предварительно выбераем подшипник 906 Cr=7590 Н; Сr_o=3990 H;

Определяем эквиволентную динамическую нагрузку Р_Е

Р_Е=(XVFr+YF_A)К_БК_Т

где:

X,Y- коофиценты зависящие от типа подшипника

V-коофицент вращения

V=1 так как вращается внутреннее кольцо

К_Б-коофицент безопасности

К_Т-температурный коофицент

Находим Y

Так как отношение X=0,56; Y=1,99; e=0,22;

Проверяем правильность выбора X и Y:

так как 0,32>0,22, то X=0,56; Y=1,99;

Находим Р_Е

(Н)

Определяем требуемую динамическую грузоподемность С_ТР

где:

L_10h, L₁₀-требуемая долговечность подшипника

ч;

Находим С_ТР

Н;

С_ТР<Cr следовательно предварительно выбранный подшипник пригоден.

Выбор крышек подшипника.

Для герметизации подшипниковых узлов различных машин и отдельных корпусов, осевой фиксации подшипников и восприятия осевых нагрузок применяют крышки. Конструкция крышек зависит от способа уплотнения валов ( крышки с манжетным уплотнением или глухие крышки ), способа крепления подшипника на валу ( низкие, средние, высокие ), а так же от способа крепления крышек. Крышки базируют по торцу фланца, поэтому высоту центрирующей цилиндрической поверхности делают небольшой, чтобы это не мешало установке крышки по торцу корпуса. В нашем случае будем применять крышки с манжетным уплотнением, а также одну глухую крышку. Все крышки выбираем низкого исполнения. Так как крышка и корпус соединены по посадке, то между ними не устанавливаем никаких уплотнительных колец.

В нашем случае диаметр наружного кольца подшипника равна 100мм, а диаметр вала – 55мм. Значит выбираем 3 крышки 11-100x55 ГОСТ 18512-73 и одну глухую крышку 11-100 ГОСТ 18511-73

Крышка 11-100x55 ГОСТ 18512-73 Крышка 11-100 ГОСТ 18511-73

Рис.2.6. Торцевая крышка тихоходного вала.

Таблица 2.3.

D мм	D1 мм	D2 мм	D3 мм	d мм	d1 мм	d2 мм	H мм	H1 мм	h1 мм	l мм	l1 мм
80	100	120	72	9	15	20	12	18	8	6	12

Торцевая крышка для быстроходного вала.

Таблица 2.4.

D мм	D1 мм	D2 мм	D3 мм	d мм	d1 мм	d2 мм	H мм	H1 мм	h1 мм	l мм	l1 мм
47	60	78	38	7	12	14	10	15	5	5	10

Торцевая крышка для промежуточного вала.

Таблица 2.5.

D мм	D1 мм	D2 мм	D3 мм	d мм	d1 мм	d2 мм	H мм	H1 мм	h1 мм	l мм	l1 мм
62	74	94	48	7	12	14	10	15	5	5	10