Ориентировочный расчет валов.

Входной вал:

Определяем диаметр входного конца вала:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

где Т – крутящий момент на валу, Ориентировочный расчет валов. - student2.ru (табл.1);

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru – допускаемое касательное напряжение, МПа.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

В соответствии с рекомендациями [5] назначаем и округляем по ГОСТам (табл. 2[5]) диаметры остальных участков вала: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Выходной вал:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

В соответствии с рекомендациями [5] назначаем и округляем по ГОСТам (табл. 2[5]) диаметры остальных участков вала: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Рисунок 1 – Вал редуктора.

Выбор подшипников.

Так как отсутствует осевая сила, то выбираем подшипники шариковые радиальные однорядные.

Входной вал:

Подшипник 1000806, с механическими характеристиками: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН.

Выходной вал:

Подшипник 100811, с механическими характеристиками: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН.

Эскизная компоновка редуктора.

Построение эскизной компоновки (рис. 2) проводим, используя размеры деталей редуктора (см п. 3), открытой передачи (см п. 4) и подшипников (см п. 5.3). кроме того принимаем согласно рекомендациям [5]: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru – минимальное расстояние от деталей редуктора до стенки корпуса; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Вывод: по результатам построения эскизной компоновки определены расстояния между точками приложения нагрузок вдоль осей валов: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Проверочный расчет валов на статическую прочность.

Входной вал.

Строим общую расчетную схему нагружения вала (рис 3, а). Направление сил в зацеплении зубчатых колес и в открытой передаче определяем по рисунку в задании.

Вычерчиваем схему нагружения вала в вертикальной плоскости XAZ, представляя его в виде балки на двух опорах – А и В (рис 3, б).

Рассчитываем реакции опор в точках А и В из условий равновесия:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Выполняем проверку:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Определяем изгибающие моменты по нагруженным участкам вала в вертикальной плоскости XAZ:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Рисунок 3 – Входной вал редуктора: а – общая схема нагружения вала; б – схема нагружения вала в вертикальной плоскости; г – схема нагружения вала в горизонтальной плоскости; в, д, е – эпюры изгибающих моментов; ж – эпюра крутящих моментов.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости (рис. 3, в).

Вычерчиваем схему нагружения вала в горизонтальной плоскости YAZ, для чего совмещаем плоскость YAZ с плоскостью чертежа (рис. 3, г).

Определяем реакции опор в плоскости YAZ:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Выполняем проверку:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Рассчитываем изгибающие моменты по нагруженным участкам вала в горизонтальной плоскости YAZ:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

По полученным значениям строим эпюру изгибающих моментов (рис. 3, д).

Определяем величины суммарных изгибающих моментов в сечениях вала (точки 1…4):

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

По полученным значениям строим эпюру изгибающих моментов (рис. 3, е).

Строим эпюру крутящих моментов Т, определяя по схеме привода нагруженные участки вала (рис. 3, ж).

Находим опасное сечение по величине Ориентировочный расчет валов. - student2.ru и Т на эпюрах. Из рис. 3 видно, что опасное сечение расположено под шестерней.

Эквивалентный момент в этом сечении равен:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Уточняем диаметр вала в опасном сечении под шестерней, принимая допускаемое напряжение при изгибе Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , МПа:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Расчет показал, что диаметр вала под шестерней необходимо уменьшить по сравнению с ранее принятым Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм. По ГОСТу принимаем Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм. Корректируем диаметры остальных участков вала: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Назначаем подшипник 204, с механическими характеристиками: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН,

где d – внутренний диаметр подшипника, мм;

D – внешний диаметр подшипника, мм;

В – ширина подшипника, мм;

С – динамическая грузоподъемность, кН;

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru – статическая грузоподъемность, кН.

Принимаем вал-шестерню.

Выходной вал редуктора.

Строим общую расчетную схему нагружения вала (рис 4, а). Направление сил в зацеплении зубчатых колес и в открытой передаче определяем по рисунку в задании.

Вычерчиваем схему нагружения вала в вертикальной плоскости XAZ, представляя его в виде балки на двух опорах – А и В (рис 4, б).

Рассчитываем реакции опор в точках А и В из условий равновесия:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Рисунок 4 – Выходной вал редуктора: а – общая схема нагружения вала; б – схема нагружения вала в вертикальной плоскости; г – схема нагружения вала в горизонтальной плоскости; в, д, е – эпюры изгибающих моментов; ж – эпюра крутящих моментов.

Выполняем проверку:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Определяем изгибающие моменты по нагруженным участкам вала в вертикальной плоскости XAZ:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости (рис. 4, в).

Вычерчиваем схему нагружения вала в горизонтальной плоскости YAZ, для чего совмещаем плоскость YAZ с плоскостью чертежа (рис. 4, г).

Определяем реакции опор в плоскости YAZ:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

отсюда

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Н.

Выполняем проверку:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru

Рассчитываем изгибающие моменты по нагруженным участкам вала в горизонтальной плоскости YAZ:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

По полученным значениям строим эпюру изгибающих моментов (рис. 4, д).

Определяем величины суммарных изгибающих моментов в сечениях вала (точки 1…6):

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

По полученным значениям строим эпюру изгибающих моментов (рис. 4, е).

Строим эпюру крутящих моментов Т, определяя по схеме привода нагруженные участки вала (рис. 4, ж).

Находим опасное сечение по величине Ориентировочный расчет валов. - student2.ru и Т на эпюрах. Из рис. 4 видно, что опасное сечение расположено под правым подшипником.

Эквивалентный момент в этом сечении равен:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , Ориентировочный расчет валов. - student2.ru .

Уточняем диаметр вала в опасном сечении под шестерней, принимая допускаемое напряжение при изгибе Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , МПа:

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru ,

Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Расчет показал, что диаметр вала под подшипником необходимо уменьшить по сравнению с ране принятым Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм. По ГОСТу принимаем Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм. Корректируем диаметры остальных участков вала: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм.

Назначаем подшипник 208, с механическими характеристиками: Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , мм; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН; Ориентировочный расчет валов. - student2.ru , кН.

Наши рекомендации