Расчет и конструирование валов. методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Детали машин и основы конструирования». Демидов А.В
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный технический университет»
Кафедра автоматизированного оборудования машиностроительного производства
РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ ВАЛОВ
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению практических работ по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» направления 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профили «Технология машиностроения», «Металлообрабатывающие станки
и комплексы» и «Конструкторско-технологическое обеспечение кузнечно-штамповочного производства») всех форм обучения
Воронеж 2021
УДК 658.56:621.81(07)
ББК 34.42я7
Составитель канд. техн. наук А. В. Демидов
Расчет и конструирование валов: методические указа-
ния к выполнению практических работ по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» направления 15.03.05 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (профили «Технология машиностроения», «Металлообрабатывающие станки и комплексы» и «Конструкторско-технологическое обеспечение кузнечноштамповочного производства») всех форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: А. В. Демидов. - Воронеж: Изд-во ВГТУ,
2021. 40 с.
В методических указаниях содержится методика расчета валов редуктора, исходные данные для выполнения практических работ и приведен пример решения практической задачи.
Предназначены для проведения практических занятий по дисциплине «Детали машин и основы конструирования» для студентов 3 курса.
Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле МУ ДМиОК ПР.2021.pdf.
Табл. 15. Ил. 19. Библиогр.: 8 назв.
УДК 658.56:621.81(07) ББК 34.42я7
Рецензент - М. И. Попова, канд. техн. наук, доц. кафедры автоматизированное оборудование машиностроительного производства ВГТУ
Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета
ВВЕДЕНИЕ
Основной задачей расчетов при проектировании валов редукторов является поиск наиболее оптимальной их конструкции, отвечающей условиями прочности, надежности и долговечности. При этом конструктор сталкивается с проблемой многовариантности, так как перечисленные выше условия должны быть обеспеченны при минимальных габаритах, массе и стоимости, возможностям технологии изготовления. Все это в совокупности должно приводить к увеличению экономической эффективности изделий за весь период работы. Выполнение поставленных условий невозможно без тщательного расчета различных вариантов проектируемых конструкций, учета большого количества конструктивных факторов, так или иначе влияющих на надежность.
В методических указаниях рассмотрены вопросы расчета и конструирования валов, теоретические зависимости и алгоритмы, правила разработки рабочей документации в соответствии с требованиями ЕСКД, позволяющие более, глубоко освоить материал, и вырабатывают умения студентов использовать его при решении конкретных технических задач.
Результатом практической разработки является получение величин расчетных размеров участков валов между центрами зубчатых колес, подшипников и местами приложения нагрузок к валам редуктора. Это необходимо для определения опорных реакций, величин изгибающего момента в сечениях и для выполнения проектного и проверочного расчета валов. Расчет и конструирование валов является началом эскизного проектирования редуктора. Вначале выполняют предварительный расчет валов, затем их конструктивную разработку, а после этого проверяют расчет. Завершающим этапом практический работы является оформление рабочего чертежа вала в соответствии с требованиями ЕСКД.
3
ЗАДАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
ДЛЯ ВСЕХ ВАРИАНТОВ
1.Определить диаметральные размеры вала;
2.Определить передаваемый крутящий (вращающий) момент на валу редуктора;
3.Определить неизвестное реакции в опорах вала A и B;
4.Построить эпюры изгибающих моментов MИ от внутренних силовых факторов;
5.Определить коэффициент запаса усталостной прочности в опасном сечении вала под колесом (проточка для выхода шлифовального круга);
6.Разработать рабочий чертеж спроектированного вала на формате A3, проставив при этом все размеры, допуски, посадки, технические требования и шероховатость.
4
Вариант 1 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 15 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 60 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 мм |
50 мм |
Вариант 2
Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напряжение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 20 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 80 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
60 мм |
60 мм |
Вариант 3 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 25 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 100 мм.
A |
B |
80 мм |
|
|
80 мм |
|
|
|
|
5
Вариант 4 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 30 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 130 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
90 мм |
90 мм |
Вариант 5 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 35 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 150 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 мм |
100 мм |
.
Вариант 6 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 40 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 150 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140 мм |
140 мм |
6
Вариант 7 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 45 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 200 мм.
A |
B |
150 мм |
150 мм |
Ва- |
|
риант 8 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 50 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 220 мм.
A |
B |
150 мм |
|
|
150 мм |
|
|
|
|
Вариант 9 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 55 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 240 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
170 мм |
170 мм |
7
Вариант 10 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=15 МПа. Диаметр вала под колесом 60 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 260 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
170 мм |
170 мм |
Вариант 11 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 65 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 300 мм.
A |
B |
180 мм |
|
|
180 мм |
|
|
|
|
Вариант 12 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 70 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 280 мм.
A |
B |
200 мм |
|
|
200 мм |
|
|
|
|
8
Вариант 13 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 75 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 320 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
200 мм |
200 мм |
Вариант 14 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 80 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 350 мм.
A |
B |
200 мм |
|
|
200 мм |
|
|
|
|
Вариант 15 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 85 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 350 мм.
A |
B |
300 мм |
|
|
300 мм |
|
|
|
|
9
Вариант 16 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 90 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 400 мм.
A |
|
|
B |
|
|
|
|
|
|
300 мм |
340 мм |
Вариант 17 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 30 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 100 мм.
A |
B |
120 мм |
|
|
160 мм |
|
|
|
|
Вариант 18 Материал вала – сталь 45. Принять допускаемое напря-
жение при кручении вала [ ]=20 МПа. Диаметр вала под колесом 35 мм. Делительный диаметр зубчатого колеса 150 мм.
A |
B |
110 мм |
160 мм |
|
10 |