3595

22

площадь поперечного сечения ремня, м2; α1 - угол обхвата ремнем ведущего шкива, град.

Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры шкивов.

2. Величина суммарного усилия Qц, Н, от цепной передачи:

Qö Ft 2 a q KH ,

где Ft – окружное усилие, Н;

а – межосевое расстояние, м; q – вес 1 м цепи, кг;

Кн – коэффициент наклона передачи к горизонту.

Направление суммарного усилия можно принимать по линии, соединяющей центры звездочек.

Задание 3. Определить величину вращающего момента Т1, Нм, на валу и силы, действующие в косозубом зацеплении, по формулам:

- осевая сила на шестерне – Fa1 Ft1 tg , Н.

Задание 4. Рассчитать реакции опор R, Н, (подшипников качения) в горизонтальной и вертикальной плоскостях, с учетом действующих в этих плоскостях сил по схеме проектируемого вала:

Задание 5. Вычислить изгибающие моменты в горизонтальной и вертикальной плоскостях на выбранных отрезках:

M R x ,

23

где х = [0, l] м

Построить эпюры изгибающих моментов.

Задание 6. Определить суммарные реакции опор RΣ, Н:

где RАх и RАy – реакции подшипника А в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н;

RВх и RВy – реакция подшипника В в горизонтальной и вертикальной плоскостях, Н.

Задание 7. Рассчитать суммарный изгибающий момент Мизг, Нм:

M M x max 2 M y max 2

где Мх max – наибольший изгибающий момент в горизонтальной плоскости (в опасном сечении), Нм;

Мy max – наибольший изгибающий момент в вертикальной плоскости (в опасном сечении), Нм.

Задание 8. Определить эквивалентный момент по формуле:

М экв M 2 0,75 T12

Задание 9. Диаметр вала в опасном сечении рассчитать по формуле:

где [σ] - допускаемое напряжение на изгиб, [σ] = 50-60 МПа. Остальные диаметры назначают по конструктивным соображениям с

учетом удобства посадки на вал подшипников качения, зубчатых колес и т. п. Задание 10. По полученным и заданным размерам выполнить эскиз вала. В уточненном расчете определяют общий коэффициент запаса прочно-

сти n, который не должен быть меньше допускаемого [n], т. е.: n ≥ [n] = 2,5. Общий коэффициент запаса прочности вычисляют из равенства:

где nσ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; nτ - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.

25

Задание 1. Выбрать радиальный шарикоподшипник средней серии вала редуктора по исходным данным табл. 7.2: dвн , мм – внутренний диаметр подшипника качения; Fr, Н – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; n, об/мин – частота вращения вала; Lh , час – номинальная долговечность подшипника, С, кН – динамическая грузоподъемность.

Определить эквивалентную нагрузку, действующую на подшипник:

P Ft V k k ,

где Fr – радиальная нагрузка, Н;

V – кинематический коэффициент, отражающий снижение долговечности подшипника при вращении одного его кольца, при вращении внутреннего кольца равен 1;

kσ = 1,3…1,5 – коэффициент динамичности нагрузки, зависящий от характера действующей на подшипник нагрузки, для подшипников редукторов всех конструкций;

kτ = 1,05 – коэффициент, отражающий влияние повышения температуры подшипника на его долговечность, при температуре до 125°С.

Таблица 7.2

Задание 2. Вычислить расчетную долговечность радиального шарикоподшипника с учетом его динамической грузоподъемности С, Н (из табл. 7.2):

106 C 3 Lh 60n P

Подшипник подобран правильно, если расчетная долговечность равна или превышает номинальную.

Задание 3. Выбрать радиально-упорный шарикоподшипник средней серии, по исходным данным табл. 7.3: dвн , мм – внутренний диаметр подшипника качения; Fr, Н – радиальная нагрузка, действующая на подшипник; Fа, Н – осевая нагрузка на валу; n, об/мин – частота вращения вала; Lh , час – номинальная долговечность подшипника, С, кН – динамическая грузоподъемность; Х – коэффициент радиальной нагрузки; Y – коэффициент осевой нагрузки. Определить эквивалентную нагрузку Р,Н, действующую на подшипник:

P X Fr V Y Fa k k

где kσ = 1,3; kτ = 1,05.

26

Таблица 7.3

Задание 4. Вычислить расчетную долговечность радиально-упорного подшипника с учетом его динамической грузоподъемности С, Н (из табл. 7.3):

106 C 3 Lh 60n P

Подшипник подобран правильно, если расчетная долговечность равна или превышает номинальную.

ТЕМА № 8. РАСЧЕТ ШПОНОЧНОГО СОЕДИНЕНИЯ

Задание 1. Выполнить расчет по напряжению смятия соединения с призматической шпонкой по формуле:

где Т - крутящий момент на валу (по расчетным данным темы 1), Нмм.; d - диаметр вала, мм; h - высота шпонки, мм; lp- рабочая длина шпонки, мм;

lp = l-b, b - ширина шпонки, мм; [σсм] - допускаемое напряжение смятия,

[σсм]= 110 МПа.

Размеры шпонки выбирают в зависимости от диаметра вала.

Длину шпонки l выбирают на 5…10 мм меньше длины ступицы из стандартного ряда: 6, 8 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 32, 36, 40, 45, 50, 56, 63, 70.

Если расчетное напряжение смятия будет значительно ниже допускаемого, можно взять шпонку на номер меньше и проверить ее. В случае если же оно превысит допускаемое, следует поставить две шпонки (под углом 1800).

Задание 2. Выполнить расчет по напряжению среза соединения с сегментной шпонкой по формуле:

где b - ширина шпонки, мм; [τ]- допускаемое напряжение на срез, [τ]=90 МПа. Если прочность соединения окажется недостаточной, следует поставить

по длине ступицы насаживаемой на вал детали две шпонки.

28

Виталий Викторович Ткачев Павел Николаевич Щеблыкин Роман Геннадьевич Боровиков Николай Александрович Бородин Александр Владимирович Князев

ДЕТАЛИ МАШИН И ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНЫЕ УСТРОЙСТВА

Методические указания к практическим занятиям для студентов, обучающихся по направлению подготовки

35.03.02 – «Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств»

Редактор Е.А. Богданова Подписано в печать 24.11.2018. Формат 60×90 /16. Объем 3,75 п. л.

Усл. печ. л. 3,75. Уч.-изд. л. 4,73. Тираж 72 экз. Заказ ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

РИО ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8 Отпечатано в УОП ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». 394087, г. Воронеж, ул. Докучаева, 10