6 РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ
Исходные данные:
Ft1=2927,5 H Fa=0 H d1=80 мм b1=83 мм
Fr1=1065,5 H Fn=1145,6 H df1=73,75 мм T2=117,1 Н·м
6.1 Ориентировочный расчет быстроходного вала:
6.1.1 Диаметр конца быстроходного вала, на который насаживается шкив клиноременной передачи:
;
где МПа;
.
6.1.2 Фактический диаметр конца быстроходного вала:
=30 мм.
6.1.3 Длина конца быстроходного вала, на который насаживается шкив клиноременной передачи:
Вш=80 мм.
6.1.4 Диаметр вала в области установки подшипника:
;
где t=2,2 мм;
мм;
Принимаем мм.
6.1.5 Подбираем подшипник серии 207.
6.1.6 Ширина подшипника:
Вп =17мм.
6.1.7 Расстояния между точками опор и приложения нагрузок:
;
мм;
;
мм.
Рис. 6.1 - Эскиз вала
6.2 Приближенный расчет быстроходного вала:
6.2.1 Эквивалентный момент:
.
6.2.2 Выбираем материал для вала:
Сталь 45.
6.2.3 Диаметр вала определяется по формуле:
;
Где - допускаемое напряжение изгиба, МПа:
;
[n]=2 – требуемый коэффициент запаса прочности;
=1,75 – коэффициент концентрации напряжений.
МПа.
Рис. 6.2 – Схема сил, действующих в редукторе.
Рис. 6.3 - Схема вала с указанием приложенных нагрузок.
6.3 Определение эквивалентных моментов и расчет диаметров вала:
6.3.1 Определение крутящих моментов:
;
.
6.3.2 Определение изгибающих моментов в горизонтальной плоскости:
6.3.2.1 Определение реакций опор:
1. Вертикальная плоскость:
Проверка:
.
Строим эпюру изгибающих моментов Мив от сил, действующих в вертикальной плоскости:
2. Горизонтальная плоскость:
.
Проверка:
Строим эпюру изгибающих моментов МиГ от сил, действующих в горизонтальной плоскости:
;
Н·м.
;
Н·м.
;
Н·м.
6.3.3 Определение суммарных изгибающих моментов:
6.3.3.1 Определение суммарных опорных реакций:
;
;
;
.
6.3.3.2 Определение суммарных моментов:
;
Н·м.
Н·м.
6.3.4 Определение эквивалентных моментов:
Н·м;
Н·м;
Н·м;
Н·м.
6.3.6 Определение диаметров вала в сечениях:
;
мм;
мм;
мм;
Берем диаметры стандартных значений: , , .
Строим эпюры полученные в моментов полученные в результате расчетов.
Рис. 6.4 - Схема сил и эпюры, полученные в результате расчетов
6.3.7 Определение диаметров тихоходного вала в сечениях:
;
мм;
;
мм;
;
r – радиус галтели;
мм.
Берем диаметры стандартных значений: , , .
6.6 Подбор шпонки:
Для вала диаметром выбираем: Шпонка ГОСТ 23360-78
Рассчитываем шпонку на смятие:
Условие прочности на смятие выполняется.
Для вала диаметром выбираем: Шпонка ГОСТ 23360-78
Рассчитываем шпонку на смятие:
Условие прочности на смятие выполняется.
6.7 Рисуем эскиз вала:
Рис. 6.5 – Эскиз быстроходного вала.
Рис. 6.6 – Эскиз тихоходного вала.