2.2. Расчет углов поворотов в опорах.

Сечение B. Третье единичное состояние.

откуда: (Н); (Н);

;

Значит реакции найдены верно.

Участок I (0≤z₁≤l₁+l₂+l₃):

(H); (Hм);

По полученным значениям строим эпюру ЭМ₃.

Вычислим угловые перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях в сечении В:

(Нм); (Нм);

Полное угловое перемещение в сечении В:

Сечение С. Четвертое единичное состояние.

откуда: (Н); (Н);

;

Значит реакции найдены верно.

Участок I (0≤z₁≤l₁+l₂+l₃):

(H); (Hм);

По полученным значениям строим эпюру ЭМ₄.

Вычислим угловые перемещения в горизонтальной и вертикальной плоскостях в сечении С:

(Нм); (Нм);

Полное угловое перемещение в сечении С:

2.3. Расчет прогибов вала в местах установки колёс.

Определим допускаемое значение прогибов , где , примем .

Будем считать, что в неподвижной опоре В установлен радиально-упорный шариковый подшипник, в подвижной С – радиальный роликовый. Тогда допускаемые углы поворота

Проверим выполнение условий жесткости и :

- в сечении В: ;

- в сечении А: ;

- в сечении D: ;

- в сечении C: .

Уточним диаметр вала

,

Таким образом, из условия жесткости:

- в сечении В: ;

- в сечении А: ;

- в сечении D: ;

- в сечении C: .

Диаметр из условия жесткости примем .

Округлим диаметр по ГОСТ 6636-86 до ближайшего большего значения, то есть d=90(мм).

3. Расчет вала на усталостную прочность.

Выполним расчет вала на усталостную прочность в двух сечениях: в опасном сечении А-в месте установки шкива, и в опоре С месте посадки подшипника.

Выберем характеристики материала 40Х:

Предел прочности:σ=950МПа

Предел текучести: σ=700МПа

Предел выносливости: σ_-1=390МПа

τ_-1=220МПа

3.1 Выбор типа соединения в опасном сечении вала

В опасном сечении А(шкив). Соединение двумя шпонками и распорной втулкой (Рис 3.1.1)

В сечении С (опора). Фиксация подшипника стопорным кольцом (Рис 3.1.2 )

Определим основные размеры вала

В опасном сечении А:

-диаметр упорного буртика d₁=(1,1…1,2)d=(1,1…1,2)90=(99…108)мм

-радиус галтельного перехода r=(0,1…0,2)d=(0,1…0,2)90=(9…18)мм

-размер шпоночного паза по ГОСТ 23360-78 t=9мм b=22мм

В расчетах примем d₁=99мм; r=9мм.

В сечении С:

-диаметр упорного буртика d₁=(1,1….1,2)d=(1,1…..1,2)90=(99…108)мм

-радиус галтельного перехода r=(0,1…..0,2)d=(0,1…..0,2)90=(9…18)мм

-размер канавки для установки втулки:

ширина проточки b=(0,05…..0,08)d=(0,05…0,08)90=(4,5…7,2)мм

глубина проточки h=(0,03…0,04)d=(0,03…0,04)90=(2,7…3,6)мм

В расчетах примем d₁=99мм; r=9мм; b=4,5мм; h=2,7мм

d₂=(d₁-2*h)=(99-2*2,7)=93,6мм.

Рис 3.1.1 Рис 3.1.2