Проектировочный расчет вала.

Предварительно определим диаметр вала из расчета только на кручение. Принимаем вал - полым α=0,7 допускаемое напряжение кручения [τкр] = 60 МПа.

Принимаем из конструктивных соображений минимальный диаметр вала под подшипник согласно стандартным размерам = 30 мм.

 

Проверочный расчет.

1. Составляем расчетную схему, представляя вал как балку на двух опорах

2. Усилия изображенные на расчетной схеме, переносим статическими нулями в ось вращения вала раздельно для вертикальной и горизонтальной плоскостей и строим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

3. Устанавливаем опасные сечения вала. При выборе опасных сечений вала учитываем величины изгибающих и крутящих моментов, площади поперечных сечений и наличие концентраторов (шпонок, шлицов, отверстий, проточек и т.д.).

4. Определяем составляющие нормальной силы в зацеплении:

Окружные:

5. Для принятой расчетной схемы определяем реакции в опорах.

а) реакции в вертикальной плоскости.

б) реакции в горизонтальной плоскости.

6. Усилие в зацеплении определено выше, определим реакции в опорах:

а) реакция в опоре Г

б) реакция в опоре Д

7. Для наиболее нагруженной опоры рассчитываем эквивалентную на-грузку.

Наиболее нагруженной опорой является опора Д, для нее и проведем проверочный расчет подшипников по динамической грузоподъемности.

Определим соотношение:

Тогда коэффициенты осевой и радиальной нагрузки принимают значения: X=1, Y=0

 

8. Определим потребную долговечность в миллионах оборотов.

9. Определим динамическую грузоподъемность подшипника.

Согласно справочным данным подбираем подшипник средней серии шариковый с динамической грузоподъемностью C=40000 Н. Серии 306 согласно ГОСТу8338-75.

 

Расчет водила на статическую прочность.

1. Изгибающие моменты в опасных сечениях.

а) в вертикальной плоскости.

б) в горизонтальной плоскости.

в) суммарный момент.

 

2. Проверяем статическую прочность вала в опасном сечении

a) напряжение изгиба для вала.(α=0)

б) напряжения кручения для вала.

в) эквивалентное напряжение.

 

 

г) при расчете на перегрузки принимаем коэффициент перегрузки из интервала К=2…3 и рассчитываем изгибающий момент в опасном сечении, умножая на этот коэффициент;

 

д) Допускаемое напряжение для материала вала18XГТ, имеющее предел текучести

 

Расчетные эквивалентные напряжения, как при нормальных нагрузках, так и при перегрузках меньше допускаемого.