2.4 Расчет узлов

2.4.1 Определение диаметра вала

.

,

где - крутящий момент на выходном валу;

- допускаемое значение напряжения, МПа.

= (12…15) МПа – для редукторных и других аналогичных валов. Примем = 13,5 МПа.

,

,

= 0,25кВт;

n = 740мин ^-1;

m = 9кг.

,

,

,

Примем d =20мм.

2.4.2 Расчет болтов на срез

,

где i - число плоскостей среза, i = 1;

F - сила, Н;

Ст 3= 0,4 *= 0,4 * 220 = 88МПа.

,

где z – число болтов, шт. z = 6шт., М6 d =6мм;

= 40мм;

= 35кН * м.

,

,

0,01МПа 160МПа.

Прочность соединения обеспечивается.

2.4.3 Выбор подшипников

Шариковый радиально – упорный однорядный подшипник № 46106:

d = 30мм;

D = 55мм;

В = Т =13мм;

С = 11200Н;

С_о = 8030Н;

n = 12500мин^-1;

m = 0,18кг.

Исходя из действующих радиальных и осевых нагрузок, учитывая условия нагружения подшипника, находим приведенную эквивалентную (расчетную) нагрузку по формулам:

,

,

где F_r , F_a – радиальная, осевая силы;

X,Y – коэффициенты радиальной и осевой сил, X = 0,5; Y = 0,43 для упорно – шарикоподшипников;

V – коэффициент вращения, зависящий от того, которое кольцо подшипника вращается (при вращении внутреннего кольца V = 1, наружного V = 1,2);

К_б – коэффициент безопасности, учитывающий характер нагрузки, К_б = 1 – спокойная;

К_Т – температурный коэффициент, для стали ШХ 15 при t до 100⁰ С, К_Т = 1.

,

.

2.4.4 Расчет вала на прочность

,

где F_t – окружная сила, Н;

Т₂ – крутящий момент, Н * м;

d – диаметр вала, мм.

.

,

где F_r – радиальная сила, Н.

= 8…20⁰. Примем = 20⁰

.

,

где F_а – осевая сила, Н.

= 8…20⁰. Примем = 15⁰

.

Определим опорные реакции в горизонтальной плоскости:

;

;

Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости М_u^Г(рисунок 2.7).

Используем метод сечений :

- в сечении С: М_u^Г = R_а * 60 = 1933,2 * 60 = 115992Н*мм;

- в сечении В: М_u^Г = F_М * 50 = 2000 * 50 = 100000Н*мм.

Определим опорные реакции в вертикальной плоскости:

;

;

Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости М_u^В(рисунок 2.7).

Используем метод сечений :

- в сечении С : М_u^В = R_а * 60 = 214,6 * 60 = 12876Н*мм;

- в сечении В : М_u^В = F_М * 44 = 634,5 * 44 = 25380Н*мм.

Строим суммарную эпюру изгибающих моментов М_u^сум (рисунок 2.7):

- в сечении С: М_u^сум = ;

- в сечении С: М_u^сум = .

Строим эпюру крутящих моментов Э_т (рисунок 2.7):

Т = 35000Н*м = 35000000Н*мм.

Из расчетов видно, что прочность вала обеспечивается, т.к. все значения меньше чем допустимое = 160МПа.

Рисунок 2.7 Схема проверочного расчета вала