5.2 Входной вал

0,07 0,06 0,05

Рисунок 12 – Эпюры входного вала

Реакции опор в вертикальной плоскости:

Σ М_в = 0 F_r∙L₁ – R_dy∙( L₁ + L₂) = 0

Σ М_d = 0 -F_r∙L₂ + R_вy∙( L₁ + L₂) = 0

R_dy = (F_r∙L₁)/(L₁ + L₂) = 1000∙0,07/0,13 = 539 Н

R_вy = (F_r∙L₂)/(L₁ + L₂) = 1000∙0,06/0,13 = 461 Н

Проверка: Σ Y = 0

Σ Y = R_dy - F_r + R_dy = 539 - 1000 + 461 = 0

Реакции опор в горизонтальной плоскости:

Σ М_в = 0 F_t∙L₁ – R_dx∙(L₁ + L₂) = 0

Σ М_d = 0 -F_t∙L₂ + R_вx∙( L₁ + L₂) = 0

R_dx = (F_t∙L₁)/(L₁ + L₂) = 2500∙0,07/0,13 = 1346 Н

R_вx = (F_t∙L₂)/(L₁ + L₂) = 2500∙0,06/0,13 = 1154 Н

Проверка: Σ Y = 0

Σ Y = R_dx - F_r + R_вx = 1346 - 2500 + 1154 = 0

Реакции опор под действием консольной силы:

F_m = 23∙ = 23∙ = 329 Н

Σ М_в = 0 -F_k∙L_k – R_dy∙(L₁ + L₂) = 0

Σ М_d = 0 -F_k∙(L_k + L₁ + L₂) + R_вy∙( L₁ + L₂) = 0

R_dy = -F_m∙L_k/(L₁ + L₂) =-329∙0,07/0,11 = -209 Н

R_вy = -F_m∙(L_k + L₁ + L₂)/(L₁ + L₂) = -329∙(0,07+0,06+0,05)/0,11 = -537 Н

Проверка: Σ Y = 0

Σ Y = R_dy - F_m - R_вy = 538 - 329 - 209= 0

6.Подбор и расчет шпоночных соединений

Эскиз шпонки

- для входного вала 2: 16х10х60 ГОСТ 23360- 78

- для выходного вала 3 под колесо: 18х11х60 ГОСТ 23360- 78

- для выходного вала 3 под полумуфту:*** ГОСТ 23360- 78

Вал	Место установки	Диаметр участки вала, d мм	Сечение Шпонки		Глубина Паза		Длина Шпонки l
			b	h	вала t1	Ступицы t
2	входной конец	50	16	10	6	4.3	50
3	под колесо	60	18	11	7	4.4	60
3	под муфту	55	16	10	6	4.3	55

6.1 Расчет шпонки входного вала на выходном концу под шкий

Принимая материал шпонки сталь 45 с пределом текучести σ_т = 350 МПа, а допускаемый коэффициент запаса прочности [S]= 2.5(постоянная реверсивная нагрузка), определим допускаемое напряжение:

[σ_см]= σ_т / [S]

[σ_см]=350/2.5 = 140 МПа

Проверяем соединение на смятие:

σ_cм = 2*Т₂ /(d* (h-t₁))*l, [9, c. 310]

σ_cм = 2*152/(50*(10-6))*50=0.030 = 30 МПа

σ_cм ≤ [σ_см] = 30 ≤ 140 МПа

Проверяем соединение на срез:

τ_ср =2*Т₂ /d*А_ср ≤ [τ_ср]

А_ср = b*l

А_ср = 16*50 = 800 мм²

τ_ср =2*152/50*800 = 0.007 = 7 МПа

Следовательно, прочность на срез обеспечена.

6.2 Расчет шпонки выходного вала под колесо

Принимая материал шпонки сталь 45 с пределом текучести σ_т = 350 МПа, а допускаемый коэффициент запаса прочности [S]= 2.5(постоянная реверсивная нагрузка), определим допускаемое напряжение:

[σ_см]= σ_т / [S]

[σ_см]=350/2.5 = 140 МПа

Проверяем соединение на смятие:

σ_cм = 2*Т₃ /(d* (h-t₁))*l, [9, c. 310]

σ_cм = 2*428/(60*(11-7))*60=0.059 = 59 МПа

σ_cм ≤ [σ_см] = 59 ≤ 140 МПа

Проверяем соединение на срез:

τ_ср =2*Т₃ /d*А_ср ≤ [τ_ср]

А_ср = b*l

А_ср = 18*60 = 1080 мм²

τ_ср =2*428/60*1080 = 0.014 = 14 МПа

Следовательно, прочность на срез обеспечена.