3. Розрахунок вала на міцність
3.1 Зусилля в зачепленні
Схема навантаження швидкохідного вала представлена на рис. 3.
Рисунок
3.-
Схема
навантаження швидкохідного вала
Колове зусилля :
де
– крутящий момент, що передається
швидкохідним валом.
Радіальне зусилля:
Осьове зусилля:
3.2 Швидкохідний вал
Вибір матеріалу вала:
Приймаємо сталь 45, поліпшену з наступними механічними характеристиками.
;
;
;
;
;
;
.
Допустиме
напруження
При
виборі муфти враховуємо момент, який
крутить, що передається валом
.
Вибираємо муфту [в 2].
Її характеристики:
-крутильний момент Мкр =63 Нм
-діаметр
кола розташування пальців D
=
71
мм
Зусилля
від муфти, що діє на вал:
Відстань між опорами вала для приблизного розрахунку:
Довжина консольної ділянки вала орієнтовно:
Опорні реакції у вертикальній площині від сил, що діють у зачепленні:
Максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі, що
проходить через середину шестерні:
Опорні реакції та згинальний момент у горизонтальній площi:
Максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі, що
проходить через середину шестерні:
Результуючий згинальний момент від сил, що діють у зачепленні, у
перерізі, який проходить через середину шестерні :
Опорні реакції від сили, що діє в муфтi
Максимальний згинальний момент у небезпечному перерізі, що проходить через середину опори А:
Згинальний момент у перетині, що проходить через середину шестірні.
Сумарний максимальний згинальний момент у перерізі, що проходить через середину шестерні, від сил, що діють у зачепленні та від муфти:
Приведені (еквівалентні) моменти у небезпечних перерізах вала
а) Що проходять через середину шестірні:
б) Що проходять через середину опори А:
Діаметр вала під шестірнею
,
де
–
допустиме напруження в залежності від
матеріалу та режиму навантаження. Тоді
обираємо
.
Отриманий
діаметр
вала слід збільшити на 10% у зв’язку з
наявністю шпонкової канавки, а потім
округлити його до стандартного значення
з нормального ряду діаметрів:
,
приймаємо
Діаметри вала під підшипники:
Відповідно до стандарту, приймаемо:
Діаметри вала під підшипники=35мм
Дiаметр вала пiд шестерню=45мм
Дiаметр вала пiд муфту=30мм
Рисунок 4.- Розрахункова схема і епюри швидкохідного вала