14. Расчёт шпоночных соединений на срез и смятие
Сталь 45 ГОСТ 1050-88
[ʛ]см=270Мпа – допускаемое напряжение на смятие
[τ]ср=135Мпа – допускаемое напряжение на срез
l – длина шпонки
b – ширина шпонки
h – высота шпонки
d – диаметр вала
lp=l-b – рабочая длина шпонки
t2 – глубина шпоночного паза в колесе
Шпонка bxhxl
Рис.14.1. Шпоночный паз и его размеры.
ʛсм=Т/0,5*d*t2*lp≤[ʛ]см [3]
τср=Т/0,5*d*b*lp≤[τ]ср
1 вал:
d=11мм
Шпонка 4х4х10
t1=2,5
t2=1,8
Т=0,479Нм
lp=10мм-4мм=6мм
ʛсм=0,479*1000Нмм/0,5*11мм*1,8*6мм =8,064Мпа≤270Мпа
τср=0,479*1000Нмм /0,5*11мм*4мм*6мм=3,63Мпа≤135Мпа
2 вал:
d=11мм
Шпонка 4х4х10
t1=2,5
t2=1,8
Т=1,439Нм
lp=10мм-4мм=6мм
ʛсм=1,439*1000Нмм/0,5*11мм*1,8*6мм =24,23Мпа≤270Мпа
τср=1,439*1000Нмм /0,5*11мм*4мм*6мм=10,9Мпа≤135Мпа
3 вал:
d=11мм
Шпонка 4х4х10
t1=2,5
t2=1,8
Т=4,188Нм
lp=10мм-4мм=6мм
ʛсм=4,188*1000Нмм/0,5*11мм*1,8*6мм =70,5Мпа≤270Мпа
τср=4,188*1000Нмм /0,5*11мм*4мм*6мм=10,9Мпа≤135Мпа
d=11мм
Шпонка 4х4х12
t1=2,5
t2=1,8
d=11мм
Т=4,188Нм
lp=12мм-4мм=8мм
ʛсм=4,188*1000Нмм/0,5*11мм*1,8*8мм =52,88Мпа≤270Мпа
τср=4,188*1000Нмм /0,5*11мм*4мм*8мм=23,8Мпа≤135Мпа
4 вал:
d=15мм
Шпонка 6х6х16
t1=2,5
t2=2,8
Т=11,782Нм
lp=16мм-6мм=10мм
ʛсм=11,782*1000Нмм/0,5*15мм*2,8*10мм =56,1Мпа≤270Мпа
τср=11,782*1000Нмм /0,5*15мм*6мм*10мм=26,2Мпа≤135Мпа
d=15мм
Шпонка 6х6х12
t1=2,5
t2=2,8
Т=11,782Нм
lp=12мм-6мм=8мм
ʛсм=11,782*1000Нмм/0,5*15мм*2,8*8мм =70,13Мпа≤270Мпа
τср=11,782*1000Нмм /0,5*15мм*6мм*8мм=32,73Мпа≤135Мпа
5 вал:
d=15мм
Шпонка 6х6х25
t1=2,5
t2=2,8
Т=20Нм
lp=25мм-6мм=19мм
ʛсм=20*1000Нмм/0,5*15мм*2,8*19мм =50,13Мпа≤270Мпа
τср=20*1000Нмм /0,5*15мм*6мм*19мм=23,4Мпа≤135Мпа
d=15мм
Шпонка 6х6х20
t1=2,5
t2=2,8
Т=20Нм
lp=20мм-6мм=14мм
ʛсм=20*1000Нмм/0,5*15мм*2,8*14мм =68,03Мпа≤270Мпа
τср=20*1000Нмм /0,5*15мм*6мм*14мм=31,75Мпа≤135Мпа
15. Подбор подшипников качения по долговечности
Lh=1000000*L/60*n≥ Lhзад. – ресурс работы подшипников, ч.
Lhзад.=2000ч
L=
– номинальная долговечность подшипников
качения, млн.об. [3]
Fэ – эквивалентная нагрузка на подшипниках
=3
– для шарикоподшипника
С – динамическая грузоподъёмность
Рис.15.1. Расчётная схема входного вала.
F21=27,317Н
F43=63,717Н
ƩMD(Fi)=-Fa(16мм+18мм+70мм)-F21(18мм+70мм)-F43*70мм=0
=>Fa=(-27,317Н*88мм-63,717Н*70мм)/104мм=-66,1Н
ƩMA(Fi)=F21*16мм+F43(16мм+18мм)+Fd(16мм+18мм+70мм)=0
=>Fd=(-27,317Н*16мм-63,717Н*34мм)/104мм=-25,1Н
Проверка: Fa+F21+F43+Fd=0. Верно!
ПК 100:
С=4620Н
d=10мм
D=26мм
n=2343,75об/мин
=1
– температурный коэффициент
=1,3
– коэффициент безопасности
Fr=66,1Н
Fэ=Fa* * =66,1Н*1,3*1=85,93Н
L=
=155400,9млн.об
Lh=1000000*155400,9млн.об /60*2343,75об/мин=1105000ч>2000ч
ПК 104:
С=9360Н
d=20мм
D=42мм
n=49,658об/мин
=1
=1,3 – коэффициент безопасности
Fr=2787Н
Fэ=Fa* * =2787Н *1,3*1=3623,1Н
L=
=17,6млн.об
Lh=1000000*17,6млн.об /60*49,658об /мин=5907,1ч>2000ч
16. Расчёт винтов крепления электродвигателя
Сталь 3 ГОСТ 1050-88
[ʛ]т=200МПа
[ʛ]р=[ʛ]т/n=200МПа/2=100МПа – допускаемое напряжение растяжения
Fc=mдв*g [3]
g=9,
8м/
– ускорение свободного падения
mдв=2,7кг – масса электродвигателя
Fc=2,7кг*9,8м/ =26,46Н
Fb=Fc*l/h*k – сила растяжения винта
l=72мм – расстояние до центра тяжести
h=70мм – плечо силы
k=2 – число винтов верхнего рода
Fb=26,46H*72мм/2*70мм=13,51Н
ʛр=Fb/П*
/4<[ʛ]р
– напряжение винта
d=3мм – внутренний диаметр резьбы винтов
ʛр=13,51Н
/3,14*
/4=1,91МПа<100МПа
Рис.16.1.
Список использованной литературы:
1.Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. - М.: Машиностроение, 1979.
2.Атлас конструкций элементов приборных устройств: Учеб. Пособие
для студентов приборостроительных специальностей вузов А.А. Буцев, А.И. Еремеев, Ю.И. Кокорев и др.:Под ред. О.Ф. Тищенко. -М.: Машиностроение, 1982.
3.Лекции по дисциплине «Детали машин и основы конструирования».
4.Методические указания к курсовому проектированию по основам конструирования.
5.И.П. Якупова, В.В. Бердников, А.В. Сачков «Проектирование маломощных планетарных механизмов». Казань.1997 год.
6.Ш.Х. Бикбулатов, В.А. Черноглазов, А.П. Лоскутов «Методические указания к курсовом проектированию по основам конструирования». Казань.1991 год.
7.Расчет на прочность передач: Методическое руководство к курсовому проекту по прикладной механике/ В.И. Девятое, И.М. Митряев, В.П. Хорьков. - Казань: КАИ, 1982.