Перевірочний розрахунок валів

Розрахунок ведемо за методикою, що вказана в літературі [2 с.153].

1.9.1. Ведучий вал.

Визначаємо границю міцності матеріалу, межу витривалості при симетричному циклі згину, межу витривалості при симетричному циклі кручення а також додаткові коефіцієнти [2 с. 164]:

Викреслюємо розрахункову схему, та приступаємо до побудови епюр згинальних моментів в вертикальній та горизонтальній площинах так, як реакції опор ми визначили при підбиранні підшипників кочення.

Для цього визначаємо згинальні моменти в опорах А, В і С у вертикальній площині:

Отже у вертикальній площині критична точка буде знаходитись в опорі А.

Визначаємо згинальні моменти в опорах А, В і С у горизонтальній площині:

Будуємо епюру крутних моментів. Значення моменту незмінне по всій довжині валу і дорівнює Т₂

 

Визначаємо сумарний згинальний момент і нормальні напруження в небезпечному перерізі А:

Визначаємо максимальні напруження згину та кручення:

, МПа,

де W_oc – осьовий момент опору , мм³.

, мм³,

де W_p – полярний момент опору мм³.

Коефіцієнти зниження межі міцності з врахуванням посадки внутрішнього кільця підшипника визначаємо за таблицею [2 с. 166]:

Приймаємо, що нормальні напруження змінюються по симетричному циклу а дотичні – по нульовому, тобто

Визначаємо коефіцієнти запасу міцності за формулами:

по нормальних напруженнях ;

по дотичних напруженнях ;

результуючий

Міцність ведучого валу забезпечена.

 

 

1.9.2. Ведений вал.

Визначаємо границю міцності матеріалу, межу витривалості при симетричному циклі згину, межу витривалості при симетричному циклі кручення а також додаткові коефіцієнти [2 с. 164]:

Викреслюємо розрахункову схему, та приступаємо до побудови епюр згинальних моментів в вертикальній та горизонтальній площинах так, як реакції опор ми визначили при підбиранні підшипників кочення.

 

 

Для цього визначаємо згинальні моменти в опорах C, E, D, N у вертикальній площині:

Отже у вертикальній площині критична точка буде знаходитись в опорі_____.

Визначаємо згинальні моменти в опорах C, E, D, N у горизонтальній площині:

;

Будуємо епюру обертальних моментів. Значення моменту незмінне по всій довжині валу і дорівнює Т₃ =

Визначаємо сумарний згинальний момент і нормальні напруження в небезпечному перерізі:

Визначаємо максимальні напруження згину та кручення:

, МПа,

де W_oc – осьовий момент опору , мм³.

, мм³,

де W_p – полярний момент опору мм³.

Коефіцієнти зниження межі міцності з врахуванням посадки внутрішнього кільця підшипника визначаємо за таблицею [2 с. 166]:

Приймаємо, що нормальні напруження змінюються по симетричному циклу а дотичні – по нульовому, тобто

Визначаємо коефіцієнти запасу міцності за формулами:

по нормальних напруженнях ;

по дотичних напруженнях ;

результуючий

Міцність ведучого валу забезпечена.

Підбір та перевірочний розрахунок шпонок.

Вибрати тип шпонкового з’єднання стального зубчатого колеса з валом і підібрати розміри шпонки.

1.10.1 Для вихідного кінця ведучого валу по номінальному діаметрі конічної частини d = мм приймаємо шпонку призматичну з округленими торцями, для якої b= мм, h= мм, t= мм, l= мм [2 с. 156, 159].

Вибрану шпонку перевіряємо на зминання за формулою [2 с. 159]:

де l_p = l – b – розрахункова довжина шпонки,

d₂ – середній діаметр конічної частини [2 с. 156].

Умовне позначення шпонки: шпонка b×h×l.

1.10.2. Для вихідного кінця веденого валу по номінальному діаметрі конічної частини d = мм приймаємо шпонку призматичну з округленими торцями, для якої b= мм, h= мм, t= мм, l= мм [2 с. 156, 159].

Вибрану шпонку перевіряємо на зминання за формулою [2 с. 159]:

де l_p = l – b – розрахункова довжина шпонки,

d₂ – середній діаметр конічної частини [2 с. 156].

Умовне позначення шпонки: шпонка b×h×l.

 

Вибір посадок.

Посадки вибирають в залежності від призначення і умов роботи механізмів, їх точності, умов складання.

Посадки з зазором використовують в нерухомих з’єднаннях при необхідності заміни деталей, якщо є необхідність легко пересовувати або повертати деталі одну відносно іншої і т.д.

Для посадки покажчика масла в корпус редуктора вибираємо H8/h8.

Перехідні посадки призначені для нерухомих з’єднань деталей, що піддаються при ремонті складальним операціям. Взаємна нерухомість деталей забезпечується шпонками, штифтами, кріпильними гвинтами. Для посадки веденого зубчатого колеса на вал приймаємо перехідну посадку H7/k6.

Посадки з натягом вибираються з умови, що при найменшому натягу була забезпечена міцність з’єднання і передача навантаження, а при найбільшому – міцність деталі. Для посадки внутрішнього кільця підшипника на ведучий вал використовуємо посадку h8, а зовнішнього кільця в корпус редуктора – H8.

Посадку к6 використовуємо для посадки внутрішнього кільця підшипника веденого вала, а для посадки зовнішнього кільця в корпус – H7.

Для шпонкового з’єднання веденого зубчастого колеса з валом використовуємо посадку з натягом Р9.