6. Проектный расчет валов.
6.1. Быстроходный вал.
Т1=56,542 Н×м, Т2=434,382 Н×м, диаметр червяка d1=63 мм, диаметр червячного колеса d2=201,6 мм. На входном конце вала установлена муфта. Материал вала - сталь 40ХН, sв=850 МПа.
Определяем силы в зацеплении:
профильный угол в осевом сечении червяка.
Определяем реакции опор:
ZOY: 
ZOX : 
Находим необходимые моменты для построения эпюр :
ZOY:
ZOX:
6.2. Промежуточный вал.
Т2=434,382 Н×м, диаметр червячного колеса d2=201,6 мм, диаметр шестерни d3=120 мм.
Определяем силы в зацеплении:
,
Определяем реакции опор:
ZOY:
ZOX : 
Находим необходимые моменты для построения эпюр :
ZOY:
ZOX:
6.3. Выходной вал.
Т3=1585,12 Н×м, d3 = 120 мм.
Определяем силы в зацеплении и от муфты :
Определяем реакции опор:
ZOY: 
ZOX : 
Находим необходимые моменты для построения эпюр :
ZOY:
ZOX:
7. Проверяем наиболее опасные сечения (предполагаемые) .
7.1. Промежуточный вал.
Просчитаем предполагаемое опасное сечение 2-2 под червячным колесом, ослабленное шпоночным пазом.
Изгибающий момент для данного сечения:
Н×м.
Крутящий момент Т
=434,382×103 Нмм.
Напряжение изгиба: 
МПа.
Напряжение кручения: t = Т/ Wр = 434,382×103/(0,2×48 3) =19,639 МПа.
По формулам:
s-1=0,4×sВ=0,4×850=340 МПа,
t-1=0,2×sВ=0,2×850=170 МПа,
tВ= 0,6×sВ =0,6×850 =510 МПа.
По таблице для шпоночного паза Ks=1,93, Kt=1,42.
По графику (кривая 2 – для легированных сталей), Кd=0,8.
По графику для шлифованного вала КF=1.
По формулам, принимая ys=0,l5; yt=0,1находим: sа=sи; sm=0; tm=ta=0,5×t.
По формуле:
>[S]=1,5.
Проверяем статическую прочность при перегрузках. При перегрузках напряжения удваиваются и для данного сечения sи=93,202 МПа и t=39,278 МПа.
[s]=0,8×sT= 0,8×600=480МПа.
МПа<[
s]=480 МПа.
Проверяем жесткость вала. Средний диаметр на участке принимаем равным d=48 мм.
J=p×dш4/64=p×484/64=26×104 мм4
Прогиб
в вертикальной плоскости от силы Fr и 
:
y1=
=0,0323 мм.
Прогиб в горизонтальной плоскости от силы Fr
и 
:
y2=
= 0,0055 мм.
Суммарный прогиб
мм.
Допускаемый прогиб (для валов общего назначения):
[y]=(0,0002…0,0003)×
=0,0002×357= 0,0714мм.
y
< [y].
Таким образом, условия прочности и жесткости выполняются.
7.2. Входной вал.
Просчитаем наиболее опасное (предполагаемое) сечение 1-1 под подшипником.
Изгибающий момент для данного сечения:
Н×м.
Крутящий момент Т
=56,542 Нм.
Напряжение изгиба: 
МПа.
Напряжение кручения: t = Т/ Wр = 56,542×103/(0,2×35 3) =6,59 МПа.
По формулам:
s-1=0,4×sВ=0,4×850=340 МПа,
t-1=0,2×sВ=0,2×850=170 МПа,
tВ= 0,6×sВ =0,6×850 =510 МПа.
По таблице для шпоночного паза Ks=1,93, Kt=1,42.
По графику (кривая 2 – для легированных сталей), Кd=0,8.
По графику для шлифованного вала КF=1.
По формулам, принимая ys=0,l5; yt=0,1находим: sа=sи; sm=0; tm=ta=0,5×t.
По формуле:
>[S]=1,5.
Проверяем статическую прочность при перегрузках. При перегрузках напряжения удваиваются и для данного сечения sи=137,68 МПа и t=13,18 МПа.
[s]=0,8×sT= 0,8×600=480МПа.
МПа<[
s]=480 МПа.
7.3. Выходной вал.
Просчитаем наиболее опасное (предполагаемое) сечение 3-3 под подшипником.
Изгибающий момент для данного сечения:
Н×м.
Крутящий момент 
Нм.
Напряжение изгиба: 
МПа.
Напряжение кручения: t = Т/ Wр = 1585,12×103/(0,2×70 3) =23,107 МПа.
По формулам:
s-1=0,4×sВ=0,4×850=340 МПа,
t-1=0,2×sВ=0,2×850=170 МПа,
tВ= 0,6×sВ =0,6×850 =510 МПа.
По таблице для шпоночного паза Ks=1,93, Kt=1,42.
По графику (кривая 2 – для легированных сталей), Кd=0,75.
По графику для шлифованного вала КF=1.
По формулам, принимая ys=0,l5; yt=0,1находим: sа=sи; sm=0; tm=ta=0,5×t.
По формуле:
>[S]=1,5.
Проверяем статическую прочность при перегрузках. При перегрузках напряжения удваиваются и для данного сечения sи=55,716 МПа и t=46,214 МПа.
[s]=0,8×sT= 0,8×600=480МПа.
МПа<[
s]=480 МПа.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
