Проектирование новой установки высокого давления для наружной мойки автомобилей, страница 7

4) материал шпонки - сталь 45.

2. Определяем напряжение материала шпонки на срез

 Па, где P - окружное усилие, действующее на шпонку, Н;

 - допускаемое напряжение материала шпонки на срез (для шпонок          из стали 45 =90...120 МПа, принимаем =120 МПа), Па.

3. Вычислить окружное усилие P

 Н.

При                                            Н.

4. Рассчитать размеры шпонки на смятие

, где k_ш - величина, на которую шпонка выступает над поверхностью вала (из                  [5, с.542] определяем k_ш=2*10^-3 м),м;

 - допускаемое напряжение материала шпонки на смятие (для                           неподвижных соединений =100...120 МПа, для направляющих                           шпонок =10...20 МПа, принимаем =100 МПа), Па.

90,9*10⁶ Па=90,9 МПа,

Таблица 4.8

Выходные переменные

l, м	b, м	h, м	Материал шпонки
0,025	0,006	0,004	Сталь 45

4.5. Расчёт размеров прямобочных шлицев вала

Шлицевые соединения предназначены для получения разъёмных неподвижных узлов, передающих большие крутящие моменты.

Исходные данные для расчёта:

1) передаваемы крутящий момент М_кр, Н*м;

2) наружный диаметр вала D, м.

Таблица 4.9

№ варианта	Мкр, Н*м	D, м
89	50	0,022

1. Из [5, с. 557] выбрать наружный диаметр вала D, внутренний диаметр вала d и число шлицев z:

D=0,032 м; d=0,018 м; z=6шт.

2. Проверить размеры шлицев на смятие

 Па, где P - окружное усилие, передаваемое узлом, Н;

F - площадь смятия боковых поверхностей шлицев, м²;

 - допускаемое напряжение материала шлицевых деталей на смятие (из          [1, с. 65] выбираем =100 МПа), Па.

3. Вычислить окружное усилие P

 Н, где d_ср - средний диаметр шлицев, м.

4. Определить средний диаметр прямобочных шлицев

м.

При                                    м,

 Н.

5. Рассчитать площадь смятия боковых поверхностей шлицев

 м², где l - длинна шлицев (задаём l=0,03 м), м;

n - число шлицев, одновременно передающих усилие (принимаем            n=0,75*z=0,75*6=4,55 шт).

При                        м²,

Таблица 4.10

Выходные переменные

D, м	d, м	z, шт.	l, м
0,032	0,018	6	0,03

4.6. Расчёт и выбор подшипников качения

Подшипники качения являются достаточно распространёнными стандартизованными изделиями. Они используются как опоры вращающейся части механизма.

Исходные данные для расчёта:

1) диаметр вала d_в, м;

2) радиальная нагрузка, действующая на подшипник R, Н;

3) осевая нагрузка А, Н.

Таблица 4.11

№ варианта	dв, м	R, Н	A, Н
89	0,022	3000	60

1. Рассчитать требуемую динамическую грузоподъёмность подшипника

 Н, где Q - приведённая нагрузка, Н;

L - требуемая долговечность подшипника (из [5, с. 84] выбираем L=500            млн. об.), млн. об;

 - показатель степени (для шариковых =0,33; роликовых =0,3;                принимаем =0,33);

[C] - допускаемая динамическая грузоподъёмность подшипника (по [5,            с. 115...145], назначаем [С]=75300 Н ), Н.

2. Вычислить приведённую нагрузку на подшипник

Q=(x*k_Д*R+y*A)*k_Б*k_Т, Н, где x,y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок (по [5, с. 78...80]              

находим x=0,34; y=1,7);

k_Д - коэффициент долговечности (при вращающемся внутреннем кольце            k_Д=1,0; при наружном - k_Д=1,2; принимаем k_Д=1,0);

k_Б - коэффициент, учитывающий характер нагрузки и условия работы              подшипника (выбираем из [5, с. 80] k_Б=1,5);

k_Т - температурный коэффициент (при t125^оС k_Т =1,05; при t150 ^оС          k_Т=1,1; при t200 ^оС k_Т =1,25; при t100 ^оС k_Т - не учитывается).

При                      Q=(0,34*1*3000+1,7*60)*1,5=1683 Н,

C=1683*500^0,33=13084<[C]=75300 Н.

3. По величине С из [5, с. 115...145]  выбрать стандартный подшипник качения, например №206 ГОСТ 8338-75, у которого:

1) внутренний диаметр d=30 мм;

2) наружный диаметр D=62 мм;

3) ширина В=16 мм.

Таблица 4.12