Расчёт и конструирование валов
-
крутящий момент на валах
-
допускаемые значения напряжений
ВАЛ 1 (быстроходный)
Рис.3.1 Эскиз вала 1
Принимаем
Принимаем
диаметр вала под манжетное уплотнение
Принимаем диаметр вала под подшипник
ВАЛ 2 (промежуточный)
Рис.3.2 Эскиз вала 2
Принимаем
Принимаем
диаметр вала под подшипник
Принимаем
диаметр вала под колесо
Принимаем
диаметр вала под червяком
ВАЛ 3 (тихоходный)
Рис.3.2 Эскиз вала 3
Принимаем
Принимаем
диаметр вала под подшипник
Принимаем
диаметр вала под колесо
Расчёт шпоночных соединений
Шпонки призматические со скругленными торцами
Размеры сечений шпонок и шпоночных пазов по ГОСТ 23360-78
Рис. 4.1 Шпонка призматическая.
Материал шпонок – сталь 45 нормализованная
От условия прочности на смятие рассчитывается часть шпонки, выступающая из вала.
Где
-
напряжение
смятия
- крутящийся момент на валу
-
рабочая длина
шпонки
-
диаметр вала
-
высота шпонки
-
глубина паза
Для
шпонки с плоским торцом
Где
– полная длина шпонки
– ширина
шпонки
Условие прочности на срез шпонки
Где
- допускаемое
напряжение на срез.
Вал 1 - быстроходный
Расчёт шпонки под ременной шкив
шпонка
6×6×28,
Условие прочности на смятие
Прочность обеспечена
Условие прочности на срез шпонки
Прочность обеспечена
Вал 2 - промежуточный
Расчет шпонки под червячным колесом колесом
шпонка
14×9×63,
Условие прочности на смятие
Прочность обеспечена
Условие прочности на срез шпонки
Прочность обеспечена
Вал 3 - тихоходный
Расчет шпонки под червячным колесом колесо
шпонка
25×14×140,
Условие прочности на смятие
Прочность обеспечена
Условие прочности на срез шпонки
Прочность обеспечена
Расчет шпонки под звездочку
шпонка
20×12×90,
Условие прочности на смятие
Прочность обеспечена
Условие прочности на срез шпонки
Прочность обеспечена
Расчет и конструирование подшипниковых узлов.
Расчет быстроходного вала
Данные для расчета.
Изображаем вал как балку на двух опорах со всеми действующими силами.
Назначаем
Определяем радиальные реакции опор.
Вертикальная плоскость
Горизонтальная плоскость
Строим эпюры изгибающих моментов, а также эпюру крутящего момента.
Вертикальная плоскость
Сечение
Сечение
Сечение
Сечение
Горизонтальная плоскость
Сечение
Сечение
Сечение
Сечение
Рисунок 5.1 Расчетная схема и эпюры изгибающих и крутящего моментов быстроходного вала
Определяем суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении.
Определяем эквивалентный момент в этом же сечении
Определяем диаметр вала (мм) в рассчитываемом сечении
По
ГОСТ 27365-87 выбираем конические
роликоподшипники легкой серии 7306A
установленные враспор.
Определим действительное положение реакций на валу.
Пересчитываем радиальные реакции подшипников
и
Вертикальная плоскость
Горизонтальная плоскость
Определяем осевые составляющие
и
Определяем расчетные осевые силы на подшипник
Опора
Опора
Вычисляем действительный коэффициент осевого нагружения
Определяем приведенную или эквивалентную нагрузку на подшипник
Где
- коэффициент безопасности
-
температурный коэффициент
Определяем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников
Где
- долговечность подшипников
– коэффициент
долговечности
-
обобщенный коэффициент
-
показатель степени (для роликовых
подшипников)
-
частота вращения кольца подшипника.
Рассчитываем действительную долговечность подшипника
По грузоподъемности и долговечности подшипник пригоден.