Расчет узла тихоходного вала. Проектный расчет вала. Выбор подшипников. Расчет шпонок на валу. Статистическая прочность

5.         РАСЧЕТ ВАЛОВ

5.1.  РАСЧЕТ УЗЛА ТИХОХОДНОГО ВАЛА

Рис.5.1. Эскиз тихоходного вала

5.1.1.      Проектный расчет вала. Выбор подшипников

Для последующего расчета валов в частности и всей конструкции в целом на нагрузки, необходимо определить параметры вала (его диаметры на различных участках).

Для расчета параметров вала пользуются следующими формулами:

1).          , где  - крутящий момент на выходном (тихоходном) валу, . Результат округляется  по ряду нормальных линейных размеров¹.

, принимается ;

2).          , где  - параметр, определяемый по таблице², как функция

. Результат округляется до числа, кратного 10 или 5.

Для  ;

, принимаем ;

 

¹1. (стр. 372, табл.24.1)

²1. (стр. 25)

3).          , где - параметр, определяемый по таблице¹, как функция

. Результат округляется  по ряду нормальных линейных размеров².

Для  ;

, принимается .

4).          . Результат округляется  по ряду нормальных линейных размеров².

.

Для определения типа (его номера) подшипника, который будет поставлен на данный вал, пользуются выражением, написанным ниже:

 ,

.

Цифра 2 в номере подшипника означает, что для данного вала будет использоваться подшипник легкой серии, т.к. нагрузки на вал сравнительно невелики.

Цифра 0 в номере подшипника означает, что подшипник будет использоваться шариковый однорядный.

5.1.2.      Расчет шпонок на валу

Шпоночные соединения используют для закрепления деталей на осях и валах. Для закрепления деталей на валах данного редуктора будут использоваться призматические шпонки, т.к. для этого вида соединений характерны простота изготовления и сравнительно низкая стоимость, что является неоспоримыми преимуществами.

Расчет шпонок выполняется в прикладной объектно-ориентированной системе Calc_dm. Результаты расчета приведены ниже в таблице 5.1:

 

¹1. (стр. 25)

²1. (стр. 372, табл.24.1)

Таблица 5.1

5.1.3.      Проверочный расчет тихоходного вала на статическую, усталостную прочность и жесткость

            Для расчета вала на статическую,  усталостную прочность и жесткость, необходимо  рассчитать значения нагрузок, действующих на вал.

С помощью прикладной объектно-ориентированной системы Calc_dm вычисляются значений нагрузок, действующих на тихоходный вал. Результаты сведены в таблицу 5.2:

Таблица 5.2

Результаты расчета нагрузок, действующих на тихоходный вал

Материал Сталь 30.

Расчет вала на статическую, усталостную прочность и жесткость выполняется также в прикладной объектно-ориентированной системе Calc_dm, полученные результаты сводятся в таблицу 5.3:

Таблица 5.3

Результаты расчета на статическую прочность тихоходного вала

Точка	Расчетные напряжения, МПа		Коэффициенты запаса
	нормальные	касательные	изгиба	кручения	общий
1	0.0	0.0
2	0.0	46.2		3.8	3.8
3	0.0	26.1		6.8	6.8
4	0.0	26.1		6.8	6.8
5	9.4	15.1	31.4	11.7	10.9
6	17.5	16.2	16.8	10.9	9.1
7	6.9	0.0	42.6		42.6
8	6.6	0.0	44.8		44.8
9	1.3	0.0	232.1		232.1
10	0.5	0.0	650.7		650.7
11	0.0	0.0