Проектный расчет вала на прочность

Цель: 1)конструирование и подбор параметров.

2)определить статическую прочность вала, одновременно расчет и конструирование вала

Исходные данные: крутящий момент или мощность на валу, частота вращения вала, нагрузки и основные размеры деталей, расположенных на валу.

Методика 1. По надежным эмпирическим зависимостям (по справочнику):

а) проводим осевую линию,

б) выполняют 1-ую ступень вала:

в) на первом валу устанавливают шпонку.

1) Диаметр первой ступени выбирают от 0.8 до 1.2 от диаметра вала электродвигателя., l₁=длине ступени вала электродвигателя. Также можно выбирать диаметр по условному напряжению на кручение:

(1)

Эту формулу можно записать и для расчета других ступеней

- момент

-допускаемое напряжение на кручение

- коэффициент для валов редукторов в зависимости от назначения,

- передаваемая мощность

- частота вращения

На первой ступени вала устанавливают шпонку, размеры которых как у шпонки для выбранного вала электродвигателя по каталогу.

2) Диаметр - выбирают по диаметру подшипника внутреннего, т.е. на вторую ступень вала устанавливают подшипник, но так, чтобы подшипник можно снять и установить, не трогая шпонку.

внутр. подшип.

– высота шпонки;

затем округляют до стандартного значения внутреннего диаметра подшипника.

Длина второй ступеньки засвистит от размеров подшипника и уплотнительного устройства.

- ширина подшипника

- ширина уплотнителя с фланцем

- окончательная из конструкционных соображений

3) Третья ступень:

- в справочнике. - заплечик для упора подшипников и передавать осевую нагрузку действующую на вал, гарантировать точное положение подшипника.

- выбирают по конструкторским соображениям

Первая и вторая ступени требуют шлифовки. Третью ступень можно не обрабатывать.

4) На четвертую ступень устанавливают зубчатое колесо или другие вращающиеся тела, его поверхность нужно тщательно обработать, необходимо шлифовать.

Припуск высоты выбирается из технологических соображений (из соображений шлифовки).

d₄ – выбирают под зубчатое колесо, его поверхность нужно обрабатывать, поэтому оно несколько больше d₃. Шпонку на d₄ целесообразно принять такой же, как и шпонку на d₁.

Шпонка 4 работает в более легких условиях, чем 1 (на 4-ой степени шпоночного паза).

Шпонка передает крутящий момент Ft=2T/d,

l₄ выбираем из соображений зубчатого колеса не менее d4 для обеспечения жесткости.

5-ая ступень повторяет либо 3-ю, либо по-другому.

- по конструктивным соображениям по компоновке привода.

6-ая ступень. принимают как - на нем устанавливают подшипник, как и на второй ступени (=).

, так как выходного конца вала нет.

- определяют длиной подшипника, крышка глухая.

Для второго и последующих валов - в пределах 0,3 от межосевого расстояния, либо по условному расчету на кручение.

Методика 2 – по условному расчету на кручение.

, где

- условное допускаемое напряжение на кручение. =300 МПа.

С – коэффициент, учитывающий характер вала.

- для редукторов (С=15).

- для длинных валов.

Дальнейшее конструирование вала по 1-ой методике.

Дата добавления: 2014-01-20