4.Определение опорных реакций шестерни.

1.1. От действия окружной силы F_t = 5150 Н

М_П =0; R _{Л t} (l₁ + l₂) - F_t l₂ = 0

R _{Л t} = = Н;

R _{П t} = F_t – R _{Л t} = 5150 – 2575=2575 H;

1.2 От действия радиальной силы F_r =1874НН

М_П = 0; R _ЛR  (l₁ + l₂) – F_r  l₂ = 0

R_ЛR = =

R_ПR = F_R – R_ЛR = 1874 – 937 =937Н

1.3 От действия осевой силы F_x = 0 Н

1.4 Суммарные реакции опор

Левая опора R _Л = =

Правая опора R _п = = 2740Н.

2. Расчет изгибающих моментов

2.1 В сечении 2 (слева от сечения);

M_иt = R_Лt  l₁ = 2575 82 = 211150 Н мм

M_иR = - R_ЛR  l₁ = - 937 82 =-76834 Н мм

M_иx = - R _Лx  l₁ = 0 Н мм

2.1 В сечении 2 (справа от сечения);

M_иR = - R_ПR l₂ = - 937  22 = -76834 Н мм

По результатам расчетов строим эпюры изгибающих и крутящего момента, определяем опасные сечения вала для расчета теоретического профиля.

3. Суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении - 2, слева

1)M_и = =

2)M_и = =

Приведенный момент:

₁₎M_пр = =

2)M_пр = =

4)M_пр = =

Допускаемое напряжение на изгиб для вала (см. табл)

Из таблицы назначаем материал для изготовления валов:

Сталь 45 НВ  200; _в = 560 МПа; _т = 280 МПа; _-1 = 250 МПа; _-1 = 150 МПа.

[_и] = 50 МПа - допускаемое напряжение изгиба;

= 2 – ориентировочное значение коэффициента концентрации

S = 2…2,5 – ориентировочное значение коэф. запаса прочности. Принимаем S = 2,5

[τ_кр] = 0,5·[_и]

Диаметр вала в малом сечении рассчитывается из условия прочности на изгиб:

, где -момент сопротивления.

Диаметры вала в опасных сечениях:

.

Диаметр вала:

Mr(Hм)

Мt(Нм)

Т(Нм)

5.Определение опорных реакций колеса.

1.1 От действия окружной силы F_t = 5000 Н

М_П =0; R _{Л t} (l₁ + l₂) - F_t l₂ = 0

R _{Л t} = = Н;

R _{П t} = F_t – R _{Л t} = 5000 – 2500=2500 H;

1.2 От действия радиальной силы F_r =1820НН

М_П = 0; R _ЛR  (l₁ + l₂) – F_r  l₂ = 0

R_ЛR = =

R_ПR = F_R – R_ЛR = 1820 – 910 =910Н

1.3 От действия осевой силы F_x = 0 Н

1.4 Суммарные реакции опор

Левая опора R _Л = =

Правая опора R _п = = 2660,5Н

2. Расчет изгибающих моментов

2.1 В сечении 2 (слева от сечения);

M_иt = R_Лt  l₁ = 2500 82 = 205000 Н мм

M_иR = - R_ЛR  l₁ = - 910 82 =-74620 Н мм

M_иx = - R _Лx  l₁ = 0 Н мм

2.1 В сечении 2 (справа от сечения);

M_иt = R_{П t}  l₂ = 2500 82 = 205000 Н мм

M_иR = - R_ПR l₂ = - 910  82 = -74620 Н мм

По результатам расчетов строим эпюры изгибающих и крутящего момента, определяем опасные сечения вала для расчета теоретического профиля.

3. Суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении - 2, слева

M_и = =

M_и = =

Приведенный момент

_Mпр = =

M_пр = =

_Mпр = =

Диаметр вала:

Mr(Hм)

Мt(Нм)

Т(Нм)

При наличии на валу муфты, принимаем диаметр вала по отверстию муфты (ближайший больший).

Принимаем:

1)Вал шестерни: d_м = 40 мм= d_м(рассчитанный)+10%

2)Вал колеса: d_м = 52 мм= d_м(рассчитанный)+10%

Уступ на диаметре, предназначенный для осевой фиксации муфты, назначаем

с учетом стандартов:

1)Вал шестерни: d_пм = 42 мм

2)Вал колеса: d_пм = 60 мм

Посадочный размер под зубчатое колесо:

1)Вал шестерни: литой с зубчатым колесом т.к d_зк=50мм> .

2)Вал колеса: d_зк = 70 мм= d_зк (рассчитанный)+10%.

Далее, назначаем уступ, предназначенный для осевой фиксации зубчатого колеса:

Вал колеса: d = 75 мм.

Завершаем конструкцию назначением посадочного места под подшипник:

1)Вал шестерни: d_под = 45 мм

2)Вал колеса: d_под = 65 мм