 |
III . Строим эпюру изгибающих моментов
|
|
|
|
А) В вертикальной плоскости XOY.
1-й участок 0 ≤ X1 ≤ 0,16 м
Mz = Ray ∙ X 1
При X 1 = 0 м Mz 1 = 0 H ∙м
При X 1 = 0,16 м Mz 1 = 45,71 H ∙м
2-й участок 0 ≤ X2 ≤ 0,16 м
Mz = R в y ∙ X 2
При X 2 = 0 м Mz 2 = 0 H ∙м
При X 2 = 0,16 м Mz 2 = 88,06 H ∙м
Б) В горизонтальной плоскости XOZ.
1-й участок 0 ≤ X1 ≤ 0,16 м
My = Raz ∙ X 1
При X 1 = 0 м My 1 = 0 H ∙м
При X 1 = 0,16 м My 1 = 176 H ∙м
2-й участок 0 ≤ X2 ≤ 0,16 м
My = R в z ∙ X 2
При X 2 = 0 м My 2 = 0 H ∙м
При X 2 = 0,16 м My 2 = 176 H ∙м
A)
Б)
IV. Определение суммарных изгибающих моментов в сечении С
- Слева:
- Справа:
V. Строим эпюру М кр. М кр = -121 Н*м
VI. Используя III и IV теории прочности, определяем эквивалентные (приведенные) моменты характерных сечений
VII. Определим опасное сечение и выпишем величину моментов в этом сечении
Опасное сечение в точке С.
Мизг = 196,8 Н ∙м
Мкр = 121 Н ∙м
VIII.Вычисляем диаметр вала d
[σ] = 70 МПа
σmax = 
≤ [σ]
28 мм округляем до 30 мм.
Из таблицы нормальных линейных размеров выбираем d = 30 мм.
Ориентировочное значение диаметра вала редуктора определено из полного проектного расчета вала на статическую прочность с учетом работы вала на изгиб и кручение. d = 30 мм принимаем в качестве выходного диаметра вала.
Часть №2: Конструирование вала
При конструировании вала необходимо выполнять следующие основные требования:
Конструкция вала должна обеспечивать его легкое изготовление.
Необходимо обеспечить простоту сборки и разборки деталей, сидящих на валу. Необходимо помнить, что многие элементы и размеры являются стандартными и по возможности должны быть выбраны из ряда нормальных линейных размеров ГОСТ 6636-69 (Приложение 1).
|
|
|
I. Подбор подшипника для вала
В качестве опор валов используют подшипники – устройства, предназначенные для направления относительного движения вала, а так же для передачи нагрузок на корпус машины.
В современном машиностроении подшипники качения являются основными видами опор валов. Подшипники качения представляют собой наружные и внутренние кольца, с расположенными между ними телами качения (шарики и ролики).
Для предотвращения соприкосновения тел качения их отделяют друг от друга сепаратором.
Самый распространенный в машиностроении подшипник – шариковый радиальный однорядный подшипник ГОСТ 8338 – 78 (Приложение 2).
Диаметр вала под подшипник качения применяется на 5 - 8 мм больше чем d вала.
d вала под подшипник = 30 мм + 5 мм = 35 мм
d вала под подшипник должен заканчиваться на 0 или 5 и должен быть целым числом.
По ГОСТ 8338-78 выбираем подшипник №207:
d = 35 мм
D = 72 мм
B = 17 мм
r = 2 мм
II. Определение d вала под колесо
d вала под колесо = d подшип +3 r = 35 мм + 2 мм ∙3 = 41 мм
r – радиус фаски, применяемый при выборе подшипника.
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного нормального значения.
d вала под колесо = 42 мм
D колеса ≥ d вала под колесо
(110 мм ≥ 42 мм + 9 мм) => колесо надевается на вал и изготовляется отдельно.
III. Определение диаметра буртика вала
Буртик – участок вала (утолщение), который служит для ограничений перемещений колеса вдоль оси вала.
d буртика ≥ d вала под колесо + 8мм => d буртика ≥ 50мм.
Полученное значение округляем до ближайшего стандартного нормального значения. => d буртика = 50мм.
IV. Подбор шпонки
Для передачи крутящего момента от вала до ступицы колеса и фиксации детали на валу используется шпоночное соединение. Основная деталь соединения – шпонка, устанавливается в паз вала и соединяемой детали.
|
|
|
Размеры шпонок стандартизованы. Наиболее часто применяемые шпонки – призматические шпонки ГОСТ 22360-78 (Приложение №3). Размеры стандартной призматической шпонки (в, h, l) выбирают в зависимости от диаметра вала под колесо и длины ступицы под колесо.
l ступицы = (0,8мм…1,5мм) от диаметра вала под колесо
l шпонки = l ступицы – (5мм…10мм)
в = 12мм
h = 8 мм
t 1 = 5мм (паз вала)
l ступицы = 0,8 ∙ d вала под колесо = 0,8 ∙ 42мм = 33,6мм ≈ 34мм
l шпонки = 34мм ∙ (5мм…10мм)= от 24мм до 29мм
Выбираем l шпонки =28мм
l шпонки рабочая = l шпонки – в = 28мм – 12мм = 16мм
При действии на вал крутящего момента на шпонку действует напряжение смятия. После выбора размеров шпонки необходим проверочный расчет шпоночного соединения на прочность по напряжению смятия (сжатие в зоне контакта).
σ смятия ≤ [ σ ]
[ σ ] = (110 Мпа … 190 МПа)
120,04МПа ≤ 190МПа => Условия прочности на смятие шпонки выполняются.
V. Определение длины концевого участка вала
d = 30мм (из первой части расчета).
В соответствии с ГОСТ 12080 – 66 выбираем d = 30мм, l = 80 мм.
I. Приложение №1
|
|
|
12 |
