6. Схема сил, действующих в передачах привода.

Составление схемы сил необходимо для расчета реакций в опорах валов, построения эпюр изгибающих и крутящих моментов, расчета валов на выносливость и расчета подшипников качения.

рис 3.4

Определение расстояния точки давления на валу.

d– внутренний диаметр подшипника.

D– диаметр внешнего кольца.

В – ширина подшипника.

Н (Для выходного вала редуктора)

Н (Радиальная сила)

l₁ =36 мм.l₂= 36 мм.l₃ = 76 мм.

Н (Осевая сила)

Н (Тангенциальная(окружная) сила)

Силовая схема 1ого промежуточного вала

Для того, чтобы найти реакции в опорах составим уравнения моментов:

В вертикальной плоскости YOZ:

тогда:

тогда:

Проверка:

-982,8–1769,1+ 4521– 1769,1= 0

В горизонтальной плоскости XOZ:

тогда:

тогда:

Проверка:

-198,9 + 658,9 + (-460) = 0

Эпюра в горизонтальной плоскости:

Эпюра в вертикальной плоскости:

YA × l 1 = ‒ 982,8 × 36 = ‒35380,8

FM × l 3 = 1769,1 × 76 = 134451,6

Z A × l 1 = ‒ 198,9 × 36 = ‒ 7160,4

Z B × l 2 = ‒ 460 × 36 = ‒ 16560

Н

7. Проверочный расчет валов.

Выбираем в зависимости от диаметра вала под колесо шпонку призматическую из РМ85 ГОСТ 23360 - 78

В = 14 мм. h = 9 мм. d = 49 мм.

1. S ≥ [S];

2. 

3. 

4. 

5. 

6. 

7. 

8. 

9. 

_9a.

10. 

10а.

Выполним уточненный расчет промежуточного вала. Задачей данного раздела является определение фактического коэффициента запаса в опасных сечениях вала и выбрать материал вала или его размеры.

Критерием при расчётах является усталостная прочность с учётом изгиба и кручения.

Условие прочности можно записать:

,

где S – фактический коэффициент запаса; [S]= 2,5 – допускаемый коэффициент запаса.

Так как вал подвергается изгибу и кручению фактический коэффициент запаса определяется по формуле:

где S_ - коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям; S_ - коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям.

Коэффициенты запаса прочности S_ и S_ можно определить по формулам:

где _-1 и _-1 – пределы выносливости стали при симметричном цикле изгиба и кручения. K_ и K_ - эффективный коэффициент концентрации нормальных и касательных напряжений. K_d и K_d - масштабный фактор для нормальных и касательных напряжений. _a и _a – амплитуда цикла нормальных и касательных напряжений. _m и _m – среднее напряжение цикла нормальных и касательных напряжений;

Выбираем в качестве материала вала сталь 45 нормализированная, тогда _В=570 МПа.

Определим _-1 и _-1:

,

,

,

Для определения суммарного момента М_, моментов сопротивления изгибу W_и и крутящего W_K необходимо выбрать опасные сечения (см. рис. 3.7).

Рис. Выходной вал.

При рассмотрении рис. 3.7 выбираем в качестве опасных сечений сечения А-А и Б-Б.

• Сечение А-А, так как есть крутящий момент, значительный изгибающий момент и есть концентратор напряжений в виде галтели.

• Сечение Б-Б, так как есть крутящий момент, большой по значению суммарный изгибающий момент и сечение ослаблено шпоночным пазом;

Так как, условие прочности на выносливость выполнено.