VI Этап: Кинематический расчет валовСпроектировать тихоходный вал редуктора, сделать проверочный расчет на статическую прочность и на выносливость Подобрать для этого вала подшипники Исходные данные: Окружная сила Радиальная сила Осевая сила Вращающий момент на валу Диаметр делительной окружности Ширина колеса Консольная нагрузка на валу от соединительной муфты: Fм = 23 · = 1,33 кН Частота вращения вала: ω3 = 8,37 1) Ориентировочный расчет и конструирование вала: Материал вала – Сталь 45 [τк] = 30…40 МПа – допускаемое напряжение при расчете вала на кручение (величина напряжения принимается заниженной, т.к. вал работает еще на изгиб) 2) Условие прочности при кручении: 3) Определить диаметр вала на выходе: d2 вых. = = = 38 мм (По стандартному ряду) 4) Определить диаметр вала под крышку подшипника с уплотнением: d2 упл.= d2 вых. + 2 t, где t ≈ 2,5 мм. – высота буртика d2 упл.= 38 + 5 = 43 мм =42 (По стандартному ряду) 5) Диаметр вала под подшипник: d2 п . = 45 мм. (По стандартному ряду)
6) Диаметр буртика подшипника: dб.п. = d2 п .+ 3,2 r, где r ≈ 2…2,5 мм. – фаска конец подшипника dб.п. = 45 + 3,2 · 2 = 51,4 мм. = 53 мм. (По стандартному ряду) 7) Диаметр вала на колесо: d2 к. = 50 мм. (По стандартному ряду) 8) Длины участков вала: Длина на выходе: l2 вых. = 1,35 · d2 вых. = 1,35 · 38 = 51,3 мм. = 53 мм. (По стандартному ряду) Длина полумуфты: L = 85 мм. => увеличиваем l2 вых. до 90 мм. Длина участка под крышку с уплотнением и подшипник: l2 п. = 1,25 · d2 п ., где B - ширина подшипника l2 п. = 1,25 · 45 = 56,25 мм. = 56 мм. (По стандартному ряду) Расстояние между внутренними поверхностями стенок корпуса редуктора: l3 = lступ. + 2 y, где lступ. – длина ступицы колеса, lступ. = b2 = 56 мм. y – расстояние от внутренней поверхности стенки корпуса до вращающейся детали, y ≈ 8 мм. l3 = 60 + 16 = 76 мм. Б. Проверочный расчет вала колеса на статическую прочность (совместное действие изгиба и кручения) 1) Составить схему нагружения валов:
2) Определить опорные реакции и построить эпюры изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях:
ΣMB = 0 FM · 136,5 + Ft · 47,5 – Rcz · 95 = 0 Rcz = = = 4,07 кН. ΣMС = 0 FM · 231,5+ RBZ · 95 - Ft · 47,5 = 0 RBZ = = = -1,08 кН.
Изгибающие моменты в сечениях вала: Вертикальная плоскость: MD = 0; MB = FM · 136,5 = 1,33 · 136,5 = 181,54 кН·мм MC = 0; ME = Rcz · 47,5 = 4,07 · 47,5 = 193,32 кН·мм Горизонтальная плоскость: M = Fa · = 0,47 · = 47,84 кН·мм ΣMB = 0 Fr · 47,5 + M – RCy · 95 = 0 RCy = = = 1,29 кН. ΣMС = 0 RBy = = = -0,28 кН. Изгибающие моменты: 3) Построить эрюру крутящего момента:
|