5 Расчёт выходного вала

5.1 Определение реакций в опорах

Расчётная схема представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – Расчётная схема

Определение реакций опор в плоскости ZОX.

Сумма моментов относительно опоры 1:

;

Н.

Сумма моментов относительно опоры 2:

;

Н.

Определение реакций опор в плоскости ZOY.

Сумма моментов относительно опоры 1:

;

Н.

Сумма моментов относительно опоры 2:

;

Н.

Реакция в опоре 1:

Н.

Реакция в опоре 2:

Н.

Определение реакций по оси Z.

;

Н.

5.2 Расчёт подшипников

Расчёт подшипника в опоре 1.

Долговечность шарикового подшипника:

,

где – динамическая грузоподъёмность;

– коэффициент, учитывающий температурный режим работы;

– эквивалентная нагрузка;

– частота вращения вала.

Для температуры подшипника согласно [5] принимаем .

Эквивалентная нагрузка:

,

где – коэффициент вращения;

– радиальная нагрузка на подшипник;

– коэффициент безопасности.

При вращающемся внутреннем и неподвижном наружном кольце .

Для редуктора согласно [5] принимаем .

Эквивалентная нагрузка:

Н.

Долговечность подшипника:

ч.

Расчётная долговечность удовлетворяет требуемому ресурсу.

Расчёт подшипника в опоре 2.

Долговечность роликового подшипника:

.

Для температуры подшипника согласно [5] принимаем .

Эквивалентная нагрузка:

,

где – радиальная нагрузка на подшипник.

При вращающемся внутреннем и неподвижном наружном кольце .

Для редуктора согласно [5] принимаем .

Эквивалентная нагрузка:

Н.

Долговечность подшипника:

ч.

Расчётная долговечность удовлетворяет требуемому ресурсу.

5.3 Построение эпюр изгибающих и крутящих моментов

Построение эпюр изгибающих моментов в плоскости ZОX.

, .

Н^.мм.

Н^.мм.

, .

Н^.мм.

Н^.мм.

Рисунок 6 – Эпюра изгибающих моментов в плоскости ZОX

Построение эпюр изгибающих моментов в плоскости ZOY.

, .

Н^.мм.

Н^.мм.

, .

Н^.мм.

Н^.мм.

Рисунок 7 – Эпюра изгибающих моментов в плоскости ZОY

Построение эпюр крутящих и суммарных изгибающих моментов.

Н^.мм.

Н^.мм.

Рисунок 8 – Эпюра крутящих и суммарных изгибающих моментов

5.4 Расчёт на усталостную прочность

Сечение – галтель;

МПа – предел прочности;

МПа – предел выносливости при изгибе;

МПа – предел выносливости при кручении;

– минимально допустимый запас прочности;

– доля дополнительного крутящего момента от крутильных колебаний.

мм³.

Н^.мм.

Н^.мм.

Н^.мм.

Н^.мм.

Н.

МПа.

МПа.

МПа.

МПа.

В зависимости от , и предела прочности определяем

;

.

В зависимости от наименьшего диаметра и типа стали определяем

;

.

В зависимости от предела прочности и качества поверхности вала определяем

.

В зависимости от предела прочности определяем

;

.

В зависимости от упрочнения определяем

.

.

.

.

.

6 Расчёт шпоночных соединений

Условие прочности:

Допускаемые напряжения смятия принимаем МПа.

Напряжения смятия боковых граней:

,

где – крутящий момент на валу, Нм;

– диаметр вала, мм;

– высота шпонки, мм;

– рабочая длина шпонки, мм.

1. Входной вал

МПа.

, условие прочности выполняется.

2. Промежуточный вал

МПа.

, условие прочности выполняется.

3. Выходной вал

МПа.

, условие прочности выполняется.