2.5.8 Расчет валов

Расчет входного вала.

Исходные данные: Т₁ = 46,61 Нм; d₁ = 54,3 мм; F_t1 = 1787,8 Н; F_r1 = 678,8 Н; F_а1 = 531,2 Н, F_м1 = 333,2 Н, , , .

Расположение сил в зубчатом зацеплении таково: из-за горизонтального разъема окружные силы в вертикальной плоскости, а распорные и воздействие муфты соединительной в горизонтальной плоскости.

Составляем расчетную схему (см. рисунок 2.21).

Рисунок 2.21- Расчетная схема входного вала и эпюры изгибающих

и крутящих моментов

Сумма моментов сил относительно опоры А в горизонтальной плоскости:

Определяем реакцию В_х :

Сумма моментов сил относительно опоры В в горизонтальной плоскости:

Определяем реакцию А_х :

Выполним проверку:

Эпюры в горизонтальной плоскости

Слева под шестерней

Справа под опорой «В»

Справа под шестерней

Скачок 46,6 – 32,2 = 14,4 Нм,

Сумма моментов сил относительно опоры А в вертикальной плоскости:

Определяем реакцию В_у :

Сумма моментов сил относительно опоры В в вертикальной плоскости:

Определяем реакцию А_у :

Выполним проверку:

Эпюры в вертикальной плоскости

Слева под шестерней

Справа под шестерней

Суммарные реакции опор:

Анализ эпюр и Т₁ указывает на то, что наиболее нагруженное место вала под шестерней (момент Т₁ передается по валу от входного конца на шестерню).

Сумма моментов в опасном сечении под шестерней:

Эквивалентный момент под опорой «В»:

_{Диаметр вала в опасном сечении, при}

и значительно меньше принятого при ориентировочном расчете d=44 мм. Поэтому конструкцию вала изменяем приняв под зубчатой шестерней диметр d=30 мм.

Рисунок 2.22 – Уточненная конструкция ведущего вала

Расчет промежуточного вала.

Исходные данные: Т₂ = 116 Нм; d₂ = 185,7 мм; F_t2 = 1787,8 Н; F_а2 = 531,2 Н; F_r2 = 678,8 Н; F_t3 = 4006,4 Н; F_r3 = 1458,2 Н; ,

Составляем расчетную схему (см. рис. 2.23).

Сумма моментов сил относительно опоры А в вертикальной плоскости:

Определяем реакцию В_у :

Рисунок 2.23 – Расчетная схема промежуточного вала и эпюры изгибающих

и крутящих моментов

Сумма моментов сил относительно опоры А в горизонтальной плоскости:

Определяем реакцию В_х :

Сумма моментов сил относительно опоры В в горизонтальной плоскости

Определяем реакцию А_х :

Выполним проверку:

Эпюры в горизонтальной плоскости:

слева под шестерней

слева под колесом

справа под колесом

Скачок 34+15,3 = 49,3 Нм,

Сумма моментов сил относительно опоры В в вертикальной плоскости:

Определяем реакцию А_у :

Выполним проверку:

Эпюры в вертикальной плоскости:

слева под шестерней

_{справа под колесом}

Суммарные реакции опор:

Анализируя полученные эпюры видно, что наиболее нагруженное место вала под зубчатой шестерней и колесом.

Сумма моментов изгиба под шестерней:

_{что больше чем под колесом}

Эквивалентный момент:

Диаметр вала под шестерней:

что больше принятого ранее при ориентировочном расчете d=36 мм.

Поэтому конструкцию вала изменяем, приняв под зубчатой шестерней диаметр d=38 мм (см. рис. 2.24)

Рисунок 2.24- Измененная конструкция промежуточного вала

Расчет выходного вала.

Исходные данные: Т₃ = 435,7 Нм; F_t3 = 4006,4 Н; F_r3=1458,2 Н;

F_t4 = 4006,4 Н; F_r4 = 1458,2 Н; F_м2 = 1477,4 Н;

Составляем расчетную схему (см. рис. 2.25)

Рисунок 2.25 – Расчетная схема выходного вала и эпюры изгибающих

и крутящего моментов

Реакции от опор сил, действующих на вал и эпюры моментов:

- Горизонтальная плоскость

Проверка:

Эпюры в горизонтальной плоскости:

слева под опорой «А»

слева под колесом

- Вертикальная плоскость

Проверка:

Эпюры в вертикальной плоскости:

слева под колесом

_{справа под колесом}

Суммарные реакции опор:

Анализ эпюр указывает на то, что наиболее нагруженное место вала под колесом.

Сумма моментов изгиба под колесом:

Эквивалентный момент:

Диаметр вала под колесом: