Расчет тихоходного вала

Проектный расчет и конструирование вала

Подбор и проверка шпонки

Расчет выполняется как проверочный на смятие по формуле.

= [],.

где T — крутящий момент на участке вала со шпоночным пазом, Нм;

h — высота шпонки; t₁ — глубина паза на валу; l_р — рабочая длина шпонки, для шпонок со скругленными торцами l_р =l — b, здесь l — длина шпонки; b — ширина шпонки, [] - допускаемое напряжение смятия. Для стальных ступиц при нереверсивном приводе [] =150 МПа. Результаты расчета шпонок представлены в виде таблицы.

Уточненный расчет вала

Рассчитаем на усталостную прочность вал, при следующих исходных данных:

Расстояние между опорами: а=62 мм, с=93 мм.

F_t=1 кН; F_а=0,2 кН; F_r=0,4 кН; d₂ = 267 мм; d₂/2=133,5 мм.

F_М= 0,125*vТ₃= 0,125*v143=1,5 кН.

Определение опорных реакций.

" YOZ", ?М_в=0; R_а*140 — F_r*70+ F_а*133,5=0, R_а= 0,01кН.

?М_а=0; - R_в*140+ F_а*133,5+ F_r*70=0, R_в=0,39 кН Проверка: R_а — F_r+ R_в=0; 0,01−0,4+0,39=0.

" ZOX", ?М_в=0; - F_М*225+ R_а^х*140 — F_t*70=0.

R_а^х=2,9 кН, ?М_а=0; - R_в^х*140+ F_t*70 — F_М*85=0.

R_в^х=-0,4,.

Проверка: — F_М+ R_а^х+ R_в^х — F_t=0; - 1,5+2,9−1-0,4=0.

Построение эпюр изгибающих моментов Изгибающий момент в сечении, А М₁= R_а*70= 0,01*70= 0,7 кН, М₂= R_в*70= 27,3 кН Изгибающий момент в сечении 1.

М₁^х= - F_М*85= - 1,5*85= - 127,5 кН М₂^х= F_М*155 — R_а^х *70= - 22,5 кН На основании выполненных расчетов построены эпюры изгибающих и крутящих моментов Расчет вала на усталостную прочность.

1. Определение нагрузок.

Суммарный изгибающий момент.

2. Геометрические характеристики сечения В сечении, А имеется шпоночный паз со следующими размерами: b=12mm; t=5mm. Осевой момент сопротивления:

Полярный момент сопротивления Площадь сечения.

3. Определение напряжений Напряжения изгиба изменяются по симметричному циклу с амплитудой Средние нормальные напряжения Касательные напряжения меняются по отнулевому циклу.

4. Пределы выносливости Пределы выносливости углеродистых сталей при симметричном цикле изгиба и кручения:

5. Эффективные коэффициенты концентрации напряжений и коэффициенты влияния размера поперечного сечения Коэффициенты влияния размера поперечного сечения:

Для шпоночного паза:

Выбираем наибольшие значения:

6. Коэффициенты влияния шероховатости поверхности.

Примем, что поверхность вала под зубчатое колесо получена чистовым обтачиванием с. По величине найдем найдем ,.

• 7. Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла
• 8. Коэффициенты влияния упрочнения
• 9. Коэффициенты перехода от пределов выносливости образца к пределам выносливости детали
• 10. Коэффициенты запаса прочности

Общий коэффициент.