Определяем нагрузки, действующих на вал

 

 

где k_в = 1,15 – коэффициент нагрузки вала (2, таб.А.6)

-предварительное натяжение цепи от провисания

-коэффициент провисания (для горизонтальных передач)

- масса одного метра цепи

Составляем схемы загрузки вала

 

Строим эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях

 

Вертикальная плоскость

F_t4 R_A R_B

_{1 2}

_{51 78 54}

_103,07

М_изг

F_a4

107,1

F_r4 R_A R_B F_oп

 

_70,472

_53,693

М_изг

 

_191,3

 

_207,98

 

М_кр

Рисунок 8.3. Схема нагружения быстроходного вала

 

 

Нагрузки в вертикальной плоскости

 

 

Изгибающий момент относительно Х

Сечение 1

 

Нагрузки в горизонтальной плоскости

 

Изгибающий момент относительно Y

 

Сечение 1

Сечение 2

Крутящий момент

М_кр = Т₄ = 207,98 Нм

Проанализировав эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскости, приходим к выводу, что опасным является сечение 2.

 

Рассчитываем для сечения 2 суммарный изгибающий момент

 

Определение общих запасов прочности в опасных сечениях

; ;

Принимаем для Стали 35ХМ закаленной:

; ;

 

 

Для сечения 1:

при шероховатости

([3] таб.7, таб.8)

- поверхностное упрочнение не предусмотрено;

 

; ;

Принимаются изменения нормальных напряжений проходящими по симметричному циклу

;

Принимаются изменения касательных напряжений проходящими по пульсирующему циклу

;

;

 

 

Допускается [S] = 1,7...2,5

- выносливость вала обеспечена.

Расчет вала на статическую прочность

Проверяем условие

для стали 45 нормализированной принимается

для сечения 1

 

 

8.3.4 Проверочный расчет вала на жесткость.

С целью упрощения вычислений весь вал полагается одинакового диаметра d = 32 мм. При расчетах используется принцип независимого действия сил, т.е. сначала рассчитываются деформации от каждого силового фактора в отдельности, а затем частные деформации складываются.

 

 

Стрела прогиба в сечении 2, между опорами.

 

Вертикальная плоскость

Прогиб вала от силы F_{t 3}.

Для круга

Принято для стали E= 21*10⁴ МПа

Угол поворота в опорах А и В:

 

 

Прогиб от силы F_{t 2}

Угол поворота в опорах А и В:

 

 

Суммарный прогиб:

Суммарный угол поворота в опоре А

Суммарный угол поворота в опоре В

 

Горизонтальная плоскость

Прогиб вала от силы F_{r 3}.

 

 

 

Угол поворота в опорах А и В:

 

Прогиб от силы F_{r 2}

 

Угол поворота в опорах А и В:

 

 

 

 

От момента: M=F_a3* 53,55 = 329_*53,55 = 17617,95 Н мм

- т.к. стрела прогиба в сечении 2

Угол поворота в опорах А и В:

Суммарный прогиб:

Суммарный угол поворота в опоре А

Суммарный угол поворота в опоре В

Полная стрела прогиба в сечении 2

Допустимая стрела прогиба

 

Полный угол поворота в опоре А

 

Полный угол поворота в опоре В

Допустимый угол поворота для подшипников шариковых однорядных

Расчет показывает, что спроектированный вал имеет достаточную жесткость.

Расчет подшипников