- •Министерство образования и науки Украины
- •Донбасская государственная машиностроительная академия
- •Кафедра «Основы конструирования механизмов и машин»
- •Задание № 110-16
- •1. Анализ конструкции.
- •2. Выбор электродвигателя.
- •3. Кинематический расчет.
- •4. Проектировочный расчет.
- •4.1 Расчет цилиндрической прямозубой пары 1-2.
- •4.1.2 Назначение коэффициентов.
- •4.2.3 Проверка на контактную прочность при действии максимальных нагрузок.
- •4.4.3Проверка на контактную выносливость при действии максимальных нагрузок.
- •7.1.4 Назначение межосевого расстояния передачи
- •8. Расчет валов.
- •8.1.2 Определение общих запасов прочности в опасных сечениях
- •8.2.3 Расчет вала на статическую прочность
- •8.2 Расчетная схема промежуточного вала
- •8.2.1 Определяем нагрузки, действующих на вал
- •8.1.2 Определение общих запасов прочности в опасных сечениях
- •8.2.3 Расчет вала на статическую прочность
- •8.3 Расчетная схема тихоходного вала
- •8.3.1 Определяем нагрузки, действующих на вал
- •8.1.2 Определение общих запасов прочности в опасных сечениях
- •8.2.3 Расчет вала на статическую прочность
- •9. Расчет подшипников
- •9. 1 Расчет подшипников быстроходного вала
- •9. 2 Расчет подшипников промежуточного вала
- •9.3 Расчет подшипников тихоходного вала
- •10. Выбор муфты.
- •10.1 Выбор цепной муфты
- •10.2 Выбор и расчет фрикционной дисковой муфты
- •11. Расчет шпоночных соединений
- •13. Технические условия на эксплуатацию.
8.2.3 Расчет вала на статическую прочность
Проверяем условие
для стали 45 нормализированной принимается
для сечения 1
8.3 Расчетная схема тихоходного вала
8.3.1 Определяем нагрузки, действующих на вал
где kв = 1,15 – коэффициент нагрузки вала (2, таб.А.6)
-предварительное натяжение цепи от провисания
-коэффициент провисания (для горизонтальных передач)
- масса одного метра цепи
Составляем схемы загрузки вала
Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях
Вертикальная плоскость
Ft4 RA RB
1 2
51 78 54
103,07
Мизг
Fa4
107,1 |
Fr4 RA RB Foп
70,472
53,693
Мизг
191,3
207,98
Мкр
Рисунок 8.3. Схема нагружения быстроходного вала
Нагрузки в вертикальной плоскости
Изгибающий момент относительно Х
Сечение 1
Нагрузки в горизонтальной плоскости
Изгибающий момент относительно Y
Сечение 1
Сечение 2
Крутящий момент
Мкр = Т4= 207,98 Нм
Проанализировав эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскости, приходим к выводу, что опасным является сечение 2.
Рассчитываем для сечения 2 суммарный изгибающий момент
8.1.2 Определение общих запасов прочности в опасных сечениях
; ;
Принимаем для Стали 35ХМ закаленной:
; ;
Для сечения 1:
при шероховатости
([3] таб.7, таб.8)
- поверхностное упрочнение не предусмотрено;
; ;
Принимаются изменения нормальных напряжений проходящими по симметричному циклу
;
Принимаются изменения касательных напряжений проходящими по пульсирующему циклу
;
;
Допускается [S] = 1,7...2,5
- выносливость вала обеспечена.
8.2.3 Расчет вала на статическую прочность
Проверяем условие
для стали 45 нормализированной принимается
для сечения 1
8.3.4 Проверочный расчет вала на жесткость.
С целью упрощения вычислений весь вал полагается одинакового диаметра d= 32 мм. При расчетах используется принцип независимого действия сил, т.е. сначала рассчитываются деформации от каждого силового фактора в отдельности, а затем частные деформации складываются.
Стрела прогиба в сечении 2, между опорами.
Вертикальная плоскость
Прогиб вала от силы Ft3.
Для круга
Принято для стали E=21*104МПа
Угол поворота в опорах А и В:
Прогиб от силы Ft2
Угол поворота в опорах А и В:
Суммарный прогиб:
Суммарный угол поворота в опоре А
Суммарный угол поворота в опоре В
Горизонтальная плоскость
Прогиб вала от силы Fr3.
Угол поворота в опорах А и В:
Прогиб от силы Fr2
Угол поворота в опорах А и В:
От момента: M=Fa3*53,55 = 329*53,55 = 17617,95Н мм
- т.к. стрела прогиба в сечении 2
Угол поворота в опорах А и В:
Суммарный прогиб:
Суммарный угол поворота в опоре А
Суммарный угол поворота в опоре В
Полная стрела прогиба в сечении 2
Допустимая стрела прогиба
Полный угол поворота в опоре А
Полный угол поворота в опоре В
Допустимый угол поворота для подшипников шариковых однорядных
Расчет показывает, что спроектированный вал имеет достаточную жесткость.