Определение минимального диаметра вала, выполнение эскизной компоновки вала. Подбор и расчёт подшипников качения

Страницы работы

Содержание работы

Министерство образования и науки Украины

Сумский государственный университет

Кафедра сопротивления материала и машиноведения

Индивидуальное задание №3

Тема: Расчет вала и подбор подшипников

Выполнил                                                                                               Волков Д.В.

Группа                                                                                                                    ИВ-41

Проверил                                                                                             Стрелец В. В.

2006

Задание

Для заданной схемы нагружения вала построить эпюры изгибающих и крутящего моментов, определить минимальный диаметр вала, выполнить эскизную компоновку вала, подобрать и рассчитать подшипники качения.

Рисунок 1 – Расчетная схема вала

а=84,5 мм;

d1 =52 мм;

d2 =208 мм

Ft1= Ft2 =1040 Н;

Fr1 =Ft1∙tgα=1040∙tg20˚=379 Н;

Fr2 =Ft2∙tgα=1040∙tg20˚=379 Н;

Решение

1. Строим расчетную схему вала. Определяем силы  реакции в подшипниках из условий равновесия:

Σ Мх =0;

Σ Му =0;

Σ Fx =0;

Σ Fy =0.

Рисунок 2. Расчетная схема вала

Условие равновесия для подшипника 1:

Σ Мх1 =0

(Н).

Условие равновесия для подшипника 2:

 Σ Мх2 =0

(Н).

Проверка условия равновесия:

Σ Fy =0

Ry1 -Fr 2 +Ry2-Fr 1 =379-379+379-379 =0 - условие равновесия выполняется.

Условие равновесия для подшипника 1:

Σ Му1 =0

(Н).

Условие равновесия для подшипника 2 в плоскости хz:

Σ Му2 =0

 (Н).

Проверка условия равновесия:

Σ Fх =0

Rx1+ Ft2  -Ft1 +Rx2 =-190+379-379+190 =0 -условие равновесия выполняется.

2. Строим эпюры изгибающих моментов  на сжатых волокнах.

Эпюра Мх :

а)

Схема 1.

Σ Мхк =0;

-Ry1∙z+Mx=0;

Mx= Ry1∙z;

при z=0, Mx=0;

       z=а, Mx= Ry1∙а=379∙84,5=32025,5 (Н∙мм).

б)

Схема 2.

Σ Мхк =0;

-Ry1∙а+Mx=0;

Mx= Ry1∙а=379∙84,5=32025,5 (Н∙мм).

в)

Схема 3.

Σ Мхк =0;

-Ry1∙z+ Fr2∙(z-2a)+Mx=0;

Mx= Ry1∙z- Fr2∙(z-2a);

при z=a, Mx=379∙84,5-379(84,5-2∙84,5)=64051 (Н∙мм).

Эпюра Му :

а)

Схема 4.

Σ Мук =0;

Rх1∙z-Mу=0;

Mу= Rх1∙z;

при z=а, Mу= Rх1∙а=379∙84,5=32025,5 (Н∙мм).

б) Mу= -Ft1∙a=-1040∙84.5=87880 (Н∙мм).

Эпюра Mкр:

Mкр =Ft2∙d2 / 2=1040∙208/ 2 =83200 (Н∙мм).

3. Определяем суммарные реакции в подшипниках.

 (Н);   (Н).

4. Определение минимального диаметр вала производят из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению кручения (без учета изгиба).

 (мм)

где МПа - допускаемые напряжения при кручении.

Стандартное значение по [1, с.162], dmin =30 мм.

Назначаем диаметр вала под подшипники dmin =dn=30 мм.

Рисунок 3. Эскизная компоновка вала

5. Подбираем подшипники радиальные шариковые однорядные [1, прил.3].

         Принимаем подшипники особолегкой серии 106 d =30 мм; D =55 мм; В =13 мм; r =1,5 мм.

         Проверяем грузоподъемность подшипников по наиболее нагруженной опоре.

         Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

;

где Кσ=1 – коэффициент условий работы подшипника;

       КТ =1 – температурный коэффициент;

       V=1 – коэффициент связанный с вращением внутреннего кольца подшипника;

         Fa=0; X=1; Y=0 – коэффициенты радиального и осевого нагружения.

Рэ=(1∙1∙424+0)∙1∙1=424 (Н).

         Проверяем долговечность работы подшипников в миллионах оборотов.

          (млн.об).

где С =13300 Н – динамическая грузоподъемность подшипника 106 [1, прил.3];

Р=3 – показатель степени.

         7. Определяем долговечность подшипников в часах.

часов.

Долговечность и работоспособность подшипника обеспечена, т.к. условие долговечности выполняется часов.

Литература

1. «Курсовое проектирование деталей машин» - С.А.Чернавский, К.Н.Боков, М.И.Чернин – 2-е изд., перераб. и доп. – М.:Машиностроение, 1988. – 416с.: ил.

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Детали машин
Тип:
Домашние задания
Размер файла:
229 Kb
Скачали:
0