Выбор материала вала, назначение термообработки, определение допускаемых напряжений изгиба.

Определение сил, действующих на вал.

Окружная сила действующая на зубчатом колесе, Н:

,

где – начальный диаметр i –ого зубчатого колеса, мм;

; = 7460.48 H;

; = 13217 H;

Радиальная сила на зубчатом колесе, Н:

, где – угол зацепления ( );

Составление расчетных схем вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

При составлении расчетных схем необходимо учитывать направление окружных сил на зубчатых колесах. На шестерне (ведущем зубчатом колесе), закрепленной на валу, окружная сила направлена против вращении вала, на колесе (ведомом зубчатом колесе) в сторону вращения вала.

Радиальная сила направлена к оси вала.

Определение реакций опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Определение реакций опор производим по формулам теоретической механики с использованием уравнений равновесия статики.

В вертикальной плоскости YOZ:

; ;

; ;

Производим проверку правильности определения реакций

; 7460.18 + 13217 - 948.44 - 11190 = 0;

В горизонтальной плоскости XOZ:

; ;

;

Производим проверку правильности определения реакций

; 2341.7 - 245.68 - 4810.99 + 2715 = 0;

4.5.Определение изгибающих моментов в горизонтальной и My в вертикальной плоскостях.

Определение величин My и Mx в различных сечениях по длине вала производим по формулам сопротивления материалов. Необходимо вычислить величины изгибающих моментов в сечениях вала, проходящих через середины колес и опор:

; -9487.44 0.22; ;

; ; ;

; ; ;

; ;

Суммарный изгибающий момент в сечении:

; ;
;

; ;

;

Эквивалентный момент: ,

где Т - крутящий момент

К –коэффициент, учитывающий разницу в характере нагружения вала моментами М и Т;

Для реверсивных передач К= 0,6;

; ;

; ;

Выбор материала вала, назначение термообработки, определение допускаемых напряжений изгиба.

Основными материалами для валов служат углеродистые и легированные стали. Для большинства валов принимают термически обрабатываемые среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х.

Термическая обработка заготовки вала нормализация и улучшение.

Для вала выбираем сталь 40Х:

При предварительном определении размеров вала величина допускаемых напряжений изгиба [ ] может быть приближенно подсчитана по формуле:

,

Где - предел выносливости при симметричном цикле, Мпа;

- запас прочности по усталостному разрушению;

- коэффициент, учитывающий кофигурацию, размеры и шероховатость поверхности вала;

; ;

4.7.Определение диаметров вала.

Ориентировочный диаметр вала d в рассчитываемом сечении из расчета на прочность:

;

; ; принимаем 70 мм;

; ; принимаем 75 мм;

Диаметры цапф вала под подшипник скольжения принимаем наибольшими из расчета на прочность и износостойкость трения:

,

Где - реакции опоры;

,

Где i = (A, B);

- проекция реакций опоры на горизонтальную и вертикальную плоскости;

[р]- условное среднее давление, Мпа;

– длинна цапфы вала, мм;

Для стационарных машин рекомендуется [р] = 3…4 Мпа;

= 0.6….0.9;

; ;

; H;

; ; принимаем

; ; принимаем

= 0.8*56; =44.8; принимаем ;

=0.8*56; =44.8; принимаем ;

4.8.Конструирование вала.

Длину подступичных частей вала в местах посадки зубчатых колес принимаем в пределах ,где - диаметр вала в месте ступицы.

91; принимаем

97.5; принимаем

Размер фаски: с = (0,03…0,05) ;

=3.5; принимаем ;

=3.75; принимаем ;

Радиус гантели:

; ;

принимаем r = 2,5 мм.

Поиск по сайту: