1. Проектувальний розрахунок.

Орієнтований діаметр вхідної ділянки вала визначають за зниженим допустимим напруженням, яке компенсує вплив згинання, концентрації напружень і характеру навантаження на міцність вала

де .

Діаметр вхідного кінця вала погоджують з діаметром вала електродвигуна

Приймають d=28 мм.

Орієнтоване значення діаметра вала в місці установки підшипника

де - глибина шпонкового паза в маточині. При

Приймають

Діаметр ділянки вала під ущільнювальні пристрої приймають рівним d чи

Діаметр буртика під підшипник

де - величина фаски підшипника. При .

Відповідно до найближчого значення лінійних розмірів

Якщо діаметр западин зубів шестірні

то з метою економії високолегованої сталі, що забезпечує високу несучу здатність зубів, шестірню виконують насадною. Діаметр вала під шестірнею в цьому випадку

У нашому прикладі

Тому що

то шестірню виконують за одне ціле з валом.

Рис.17.4.36 Ступінчастий вал.

Довжина вхідної ділянки вала приблизно

Довжина ділянки під ущільнення приймається рівною

2. Розрахунок вала на статичну міцність.

Цей розрахунок проводять для попередження пластичних деформацій у період дії типових навантажень. Він виконується після конструктивної розробки валів і першого етапу компоновки редуктора.

Складаємо розрахункову схему (рис.17.5)

З компоновочного креслення

.

Рис.17.5. Розрахункова схема вала.

Реакції опор

Вертикальна площина

Перевірка

Горизонтальна площина

Перевірка

Згинаючі моменти

Вертикальна площина

Горизонтальна площина

За знайденим значенням будують епюри згинаючих моментів (рис.17.6).

Визначають зведені моменти в перерізах:

Переріз 1-1

Переріз 2-2

Переріз 3-3

Рис.17.6. Епюри моментів згинальних і крутних

Діаметри вала

для сталі 45;.

Уточнюємо конструкцію вала. Для з'єднання вала електродвигуна з вхідним кінцем вала редуктора зручно залишити попередні розміри вала, які забезпечують його міцність з умови сумісної дії згинання та кручення

Отже, статична міцність вала дотримана.

3.Уточнений розрахунок вала (розрахунок на витривалість).

Уточнений розрахунок складається у визначенні коефіцієнтів запасу міцності n для небезпечних перерізів і порівнянні їх з необхідними (допустимими) значеннями . Міцність дотримана при .

Приймемо, що нормальні напруженняи від згинання змінюються за симетричними циклами, а дотичні від кручення – за віднульовим (пульсуючим).

Границя витривалості при симетричному циклі згинання

Границя витривалості при симетричному циклі дотичних напружень

Переріз 1-1

У цьому перерізі при передачі обертального моменту від електродвигуна через муфту виникають тільки дотичні напруження. Концентрацію напружень викликає наявність шпонкової канавки.

Коефіцієнт запасу міцності

де амплітуда і середнє напруження віднульового циклу

При d=28 мм, в=8 мм, t₁=4 мм (розміри шпонкової канавки).

Коефіцієнт концентрації при і .

Масштабний коефіцієнт при d=28 мм.

Коефіцієнт, що враховує вплив шорсткості поверхні, .

- для вуглецевих і легованих сталей.

Переріз 2-2

Концентрація напружень обумовлена переходом від Ø 40 мм до Ø 35 мм; при коефіцієнти концентрації напружень і .

Масштабні фактори і

Осьовий момент опору перерізу

Згинаючий момент у перерізі

Амплітуда нормальних напружень

Полярний момент опору

Середнє напруження.

Амплітуда і середня напруга циклу дотичних напружень

Коефіцієнт запасу міцності

Такий великий коефіцієнт міцності пояснюється тим, що діаметр вала був збільшений при розрахунку для з'єднання його муфтою з валом електродвигуна.

З цієї причини немає необхідності обчислюватити коефіцієнт запасу міцності в перерізі 3-3.

Питання для самоперевірки

1.Для чого застосовуються осі і вали? Чим відрізняється вісь від вала?

2.За якими ознаками класифікують вали?

3.Як з'єднуються вали з насадженими на них деталями?

4.З яких матеріалів виготовляють осі і вали?

5.Що називається цапфою, шипом, шийкою, п'ятої? Вкажіть основні конструкційні форми п'ят?

6.Які деформації виникають під час роботи осі і вала? Як розраховують осі і вали на міцність?

7.У яких випадках можна розраховувати вали тільки на кручення?

8.Як розраховують вали на міцність?

Література

1.Иванов М.Н. Детали машин.- М.:Высш.шк., 1984. - с.260-270.

2.Заблонский К.И. Детали машин.-К.: Вища шк., 1985. - с. 339-352.

Н а в ч а л ь н е в и д а н н я

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

РОЗРАХУНОК РАДІАЛЬНИХ І РАДІАЛЬНО-УПОРНИХ ПІДШИПНИКІВ КАЧЕНИЯ

(для студентів всіх спеціальностей, що вивчають курс деталей машин, прикладної механіки, механіки, підйомно-транспортних машин і механізмів і виконують курсовий проект і курсові роботи)

У к л а д а ч і:

Наталія Іллівна Галабурда

Ельза Максимівна Кравцова

Галина Олексіївна Усенко

Редактор

Комп’ютерная верстка В.М. Закотянський

Підписано до друку______

Формат 6084¹/₁₆. Папір типограф. Гарнітура Times

Друк офсетний. Умов.др. арк. .Уч.изд.л.

Тираж___ прим. Вид.№_____ Зам.____ Ціна договорна

Видавництво Сєвєродонецького технологічного инстітуту

СНУ ім. Володимира Даля

Адрес видавництва: 93400, г.Сєвєродонецьк, Луганська обл.

пр.Радянський, 59-а, головний корпус

Телефон: 8(06452) 4-03-42

Е-mail: sti@sti.lg.ua