8.2. Эскиз и расчетная схема вала

_{Эскиз и расчетная схема должны быть вычерчены в масштабе.}

Конструирование вала начинаем с осевой линии. Затем намечаем положение подшипников на расстоянии один от другого, располагая их симметрично относительно среднего сечения червяка. Считаем, что реакции опор приложены посередине подшипников. Вычерчиваем нарезанную часть червяка, затем четвертую ступень, далее графически определяем длину третьей ступени , причем нарезанная часть червяка должна располагаться посередине третьей ступени. Затем откладываем длины и диаметры второй и первой ступени.

Выбираем упругую втулочно-пальцевую муфту. Усилие от муфты прикладываем посередине входного участка вала.

Поперечная сила от муфты

Конструкция вала представлена на рисунке 2.

Далее для определения реакций опор и построения эпюр изгибающих и крутящего моментов строим расчетную схему вала, прикладываем к схеме силы, действующие в зацеплении.

8.3. Построение эпюр изгибающих и крутящего моментов

_{Вертикальная плоскость уz.}

_{Построение эпюр начинаем с определения реакций опор. Обозначим опоры буквами А и В. Составляем уравнения равновесия.}

Проверка:

_{Реакции определены верно.}

Строим эпюру изгибающих моментов в плоскости уz. Для построения эпюры используем метод сечений, известный из курса сопротивления материалов. Вал имеет три участка. Составляем уравнения изгибающих моментов для каждого участка.

Участок

.

Участок

при

при

Участок

при

при

_{Горизонтальная плоскость Хz.}

Проверка:

_{Реакции определены верно.}

Строим эпюру изгибающих моментов в плоскости Хz.

при

при

при

при

при

при

Определяем суммарные изгибающие моменты по характерным сечениям:

Строим эпюру суммарных изгибающих моментов (рис. ).

Строим эпюру крутящего момента

8.4. Расчет вала на статическую прочность

_{Опасное сечение – сечение D. Эквивалентный изгибающий момент в этом сечении}

Предельное допускаемое напряжение

_{Для материала сталь 45 по таблице 3.1}

_{Эквивалентное напряжение}

Условие прочности выполнено.

8.5. Проверка прочности шпоночных соединений

Для передачи вращающего момента с полумуфты на вал-червяк применяется призматическая шпонка. Размеры шпонки – по ГОСТ 23360-78. Материал шпонки – сталь 45 нормализованная.

Выбираем шпонку с размерами ( , мм), .

Напряжение смятия

<

где , т.к. шпонка со скругленными концами; допускаемое напряжение смятия при чугунной ступице (материал полумуфты СЧ20) .

Условие прочности выполнено.