Составление расчетных схем нагружения

 

 

 

 

 

Порядок расчета вала с помощью унифицированных формул

Расчет стального сплошного вала на двух опорах из условия прочности заключается в определении его диаметров в сечениях.

Последовательность расчета, выполняемая по унифицированным формулам программы "Вал", следующая:

Определение действующих в зацеплении сил:

 

 

Определение проекций сил на оси X и Y:

 

 

Определение опорных реакций в плоскостях:

Х - горизонтальная, Y - вертикальная, соответственно в опоре 1 и 2.

 

 

Силы, направленные на вал, при принятом расположении осей координат имеют знак "плюс", а от вала "минус". Для реакций правило знаков противоположно.

Определение изгибающих моментов:

 

 

Суммарные изгибающие моменты:

 

 

Приведенный момент в каждом сечении:

 

Определение диаметра вала в каждом из сечений:

 

 

где  - допускаемое напряжение на изгиб, мПа.

 

Определение исходных данных для расчета валов

 

Принимаю Сталь 45, нормализованную, в качестве материала валов. Допускаемое напряжение на изгиб определяется по [7].

=90 мПа;

 - из расчетов.

Начальные диаметры колес  берутся из расчетов, для отсутствующих валов Д=10000000 мм, при этом  и  близки к нулю.

Расстояния  (см).

Углы действия сил  и  в радианах.

 

Таблица 6. Исходные данные для расчета диаметров валов

Вал				g
1		2606		65.6		90		6		59.6		0		0		107		0
2		4630		65,6		90		11,1		61,85		0		0		10,5		54,35
3		9020		65,6		90		21,3		54,35		0		0		11,15		27,8
4		17320		65,6		90		8,4		46,64		0,862		0,71		23,1		27,8
5		65160		65,6		90		33,6		46,64		0,862		0,71		107		0
Вал
1	0		1,57		107		0		0		1,57		107		0		0		1,57
2	0		0		107		0		0		1,57		107		0		0		1,57
3	0		0		107		0		0		1,57		107		0		0		1,57
4	0		0		107		0		0		1,57		107		0		0		1,57
5	0		1.57		15		71,35		0		0		107		0		0		1,57

 

3.5 Расчёт диаметров валов на ЭВМ по программе "Вал"

 

Далее производится численный расчёт диаметров валов на ЭВМ по программе "Вал".

Результаты расчета приведены в приложении 2.

По результатам расчета принимаю диаметры валов: 25, 30, 60 и 75 мм соответственно на 2,3,4,5 валах.

Выбор подшипников качения

 

Расчет подшипников производим по динамической грузоподъемности С:

 

 

где L - число миллионов оборотов за расчетный срок службы подшипника;

Р - расчетная нагрузка подшипника качения, Н;

 - коэффициент (для шарикоподшипников )

Расчетный срок службы подшипника, час:

 

 

где n - частота вращения вала, об/мин;

L=18000 час - общая продолжительность работы;

 

 

где V=1 - при вращении внутреннего кольца подшипника;

 - для фрезерных станков;

 - безразмерный температурный коэффициент;

 - радиальная нагрузка;

 

где  и  - наибольшая по величине опорная реакция, определяемая при расчете вала по программе "Вал".

Окончательный выбор подшипников качения производится в соответствии с ГОСТАми.

Выбор шпоночных и шлицевых соединений