4 Расчет приводного вала

4.1 Проектный расчет вала.

Проектный расчет приводного вала ведем по формуле:

d= ,

где Т – крутящий момент на валу, Нмм;

[] – пониженное допускаемое напряжение на кручение:

– для быстроходного вала: [] = 25..40 Н/мм²

Определяем диаметр выходного конца вала d, мм:

d=

Принимаем диаметр вала равным 65 мм;

(ГОСТ 6636-69). Диаметр остальных участков вала определяются из соотношений:

Диаметр вала под уплотнитель, мм; d₂ = d +(3..4) =69 мм;

Диаметр вала под подшипником, мм; d_п = d₂ +(0,5..1) =70 мм;

Диаметр вала под звездочкой, мм; d₃ = d_п +(3..5) =75 мм;

4.2Проверочный расчет вала.

Длины участков a,b,c, мм

; ; ;

; ;

Строим схему нагружения вала в вертикальной плоскости и определяем опорные реакции:

Проверка:

Строим эпюру изгибающих моментов

Строим схему нагружения вала в горизонтальной плоскости и определяем опорные реакции:

Строим эпюру изгибающих моментов

Строится эпюра крутящих моментов

Строим эпюру суммарных сил

Принимаем материал вала сталь Ст. 40XH.

Из табл. 5.1 /6/ для Ст.40ХН: σ_-1= 460 Н/мм²; τ_-1=275 Н/мм²;

; ; ; ; ; ;

Нормальные напряжения, Н/мм²:

σ_a= σ_u = = = 219,7 Н/мм²

где W_x = – = = 17749,7 мм³

для вала с диаметром d=75 мм; b h=20 14; t=7,5 мм;

Касательные напряжения, Н/мм³:

τ_a = τ_m = = = 7,5 Н/мм³

где =38944,7 мм³

Эпюра

Эпюра (T)

Коэффициент безопасности по изгибу:

S_σ=

Коэффициент безопасности по кручению:

Общий коэффициент безопасности:

=1,52 > 1,5

Таким образом, прочность обеспечена.

5.Обоснование выбора стандартных узлов и деталей

5.1 Выбор редуктора

Для выбора редуктора необходимо знать: крутящий момент на тихоходном валу Т

= 611,8 Н∙м, передаточное отношение редуктора u_чр=10.

Выбираем редуктор: РЧУ-160-10-4-2-1 ГОСТ 13563-68

Выбрали редуктор с частотой вращения n =750 об/мин, крутящий момент на тихоходном валу T=1500 9,81=14715,мощность на быстроходном валу N=17,8 передаточное отношение редуктора u_чр =10.

5.2Расчет шпоночного соединения

Рассчитаем шпонку для приводного вала, т.е. вала в месте посадки ведомой звездочки:

Принимаем стандартное значение диаметра приводного вала d=63мм [с.6,6].

b=18 мм, h=11 мм, t=7 мм,

Н м

Проверяем условие прочности на срез:

Полную длину шпонки определяем по значению l_p :

l= l_p +b ;

l= 39,7+18=57,7 мм

Таким образом, из стандартного ряда длин шпонок, выбираем шпонку длиной 63 мм.