Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Рассчитать ведомый вал одноступенчатого редуктора привода конвейера
|
|
Расположение опор относительно зубчатых колес симметрично. Сила, действующая на вал со стороны цепной передачи F цеп, направлена под углом Θ = 300 к горизонту. Зубчатое колесо вращается по ходу часовой стрелки, если смотреть на него со стороны звездочки. Данные для расчета взять в табл. 5.6 и табл. 5.8, занести в табл. 5.13
Таблица 5.13 Исходные данные
| Силы в зацеплении, Н | Делительный диаметр зубчатого колеса; d 2, мм | Ширина венца зубчатого колеса; b 2, мм | Вращающий момент на валу колеса; M 2 , Н·м | ||
| Ft 2 | Fr 2 | Fa 2 | |||
Все полученные значения параметров, без указаний, округляют до ближайшего большего стандартного числа по ГОСТ 6636-69 (целого четного или кратного 5)
1 Проектировочный расчет вала
|
1.1 Выбираем материал вала
Для изготовления вала принимаем сталь 45 с [τ к] = 20 МПа;. [σ -1и]= 65 МПа.
1.2 Определяем диаметр выходного конца вала из расчета на кручение, dВ, мм:
,
округляем значение диаметра до ближайшего большего стандартного: 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 53; 56; 60; 63; 67; 71; 75; 80; 85.
1.3 Определяем диаметр вала в местах расположения подшипников, d П, мм:
d П = dВ + 2· t,
где t ― высота заплечика подшипника, выбирается из таблицы 5.14.
Расчетное значение d П округляют до ближайшего большего числа делящегося на «5».
1.4 Определяем диаметр вала в месте установки зубчатого колеса, d К, мм:
d К = d П + 3· r,
где r ― координата фаски подшипника, выбирается по таблице 5.14.
1.5 Определяем длину посадочного конца вала под звездочку, l МТ, мм:
l МТ = 1, 5· dВ
1.6 Определяем длину промежуточного участка тихоходного вала, l КТ, мм:
l КТ = 1, 2· d П
1.7 Определяем диаметр наружной резьбы конического конца вала, d р, мм:
d р= 0, 9·[ dB –0, 1 l МТ ]
Примечание: Входной и выходной валы редукторов имеют цилиндрические или конические консольные участки для установки полумуфт, шкивов, звездочек, зубчатых колес. Размеры консольных участков стандартизированы:
ГОСТ 12080-66 «Концы валов цилиндрические»;
ГОСТ12081-72 «Концы валов конические».
Таблица 5.14 Справочные параметры для конструирования вала
| Параметры | Значения, мм | |||||||||
| dВ | 17-23 | 24-31 | 32-39 | 40-44 | 45-51 | 52-59 | 60-66 | 67-79 | 80-89 | 90-95 |
| t цил | 3, 0 | 3.5 | 3, 5 | 3, 5 | 4, 0 | 4, 5 | 4, 6 | 5, 1 | 5, 6 | 5, 6 |
| t кон | 1, 5 | 1, 8 | 2, 0 | 2, 3 | 2, 3 | 2, 5 | 2, 7 | 2, 7 | 2, 7 | 2, 9 |
| r | 1, 5 | 2, 0 | 2, 5 | 2, 5 | 3, 0 | 3, 0 | 3, 5 | 3, 5 | 2, 7 | 4, 0 |
1.8 Эскизная разработка конструкции вала и оценка его размеров по чертежам
рис. 5.8, рис. 5, 9, а. Конструктивно назначаем: l 1 , l 2 , l 3:
l 2 = l 3 = b 2 /2+(20…30),
l 1 = l 2 +(10…20)
2 Проверочный расчет вала (см. рис. 5.9)
2.1 Определяем силу, действующую на вал со стороны цепной передачи, F А, Н:
F А = F цеп = 125· 
,
2.2 Силу F А, с которой цепная передача действует на вал, раскладываем на составляющие в вертикальной и горизонтальной плоскостях (рис. 5.9, б)
F Ау = FА·sinΘ = F А·sin30º;
F Аx = FА·cosΘ = F А·cos30º
2.3 Определяем изгибающие моменты в опасных сечениях[3] вала и строим эпюру в вертикальной плоскости (см. рис. 5.9, в)
определяем реакции опор, Н:
∑ М Б = 0; F Ау · l 1 + Ft · l 2 - R Гу(l 2 + l 3 ) = 0; R Гу = (F Ау · l 1 + Ft · l 2 )/(l 2 + l 3 );
∑ М Г = 0; F Ау (l 1 + l 2 + l 3 )- R Бу (l 2 + l 3 )- Ft · l 3 = 0; R Бу =[ F Ау (l 1 + l 2 + l 3 ) - Ft · l 3 ]/(l 2 + l 3 )
определяем значения изгибающих моментов в опасных сечениях, Н·м:
точка Б, сеч. I-I, справа, М хБ = F Ау · l 1
точка В, сеч. III-III, справа, М хВ = F Ау ·(l 1 + l 2 )- R Бу· l 2
точка В, сеч. III-III, слева, М хВ = R Гу · l 3
2.4 Определяем изгибающие моменты в опасных сечениях вала и строим эпюру в горизонтальной плоскости (см. рис. 5.9, г):
определяем реакции опор, Н:
∑ М Б = 0; F Ах · l 1 - Fr · l 2 - Fа · d 2/2- R Гх(l 2 + l 3 ) = 0; R Гх =(F Ах · l 1 - Fr · l 2 - Fа · d 2/2)/(l 2 + l 3 )
∑ М Г = 0; F Ах (l 1 + l 2 + l 3 )- R Бх(l 2 + l 3)+ Fr · l 3 - Fа · d 2/2 = 0;
R Бх =[ F Ах ·(l 1 + l 2 + l 3 ) + Fr · l 3 + Fа · d 2/2]/(l 2 + l 3 )
2.5 Определяем значения изгибающих моментов в опасных сечениях, Н·м:
точка Б, сеч. I-I, справа, М уБ = F Ах · l 1
точка В, сеч. III-III, справа, М уВ = F Ах ·(l 1 + l 2 )- R Бх · l 2
точка В, сеч. III-III, слева, М уВ = R Гх · l 3
2.6 Определяем крутящие моменты, Н·м, в опасных сечениях (см. рис. 5.9, д):
М кВ = М кБ = М кА = М 2
2.7 Определяем эквивалентный изгибающий момент в точке Б, Н·м:
2.8 Определяем диаметр посадочного места под подшипник, dрБ, мм из упрощенного проверочного расчета вала на усталость:
Сравниваем расчетный диаметр посадочного места под подшипник
(см. п. 2.6) с принятым из конструктивных рекомендаций (см. п. 1.3) dрБ ≤ d П[4].
2.9 Определяем эквивалентный изгибающий момент в точке В, Н·м:
      |
2.10 Определяем диаметр посадочного места под зубчатое колесо, dрВ, мм из упрощенного проверочного расчета вала на усталость:
Сравниваем расчетный диаметр посадочного места под зубчатое колесо (см. п. 2.8) с принятым из конструктивных рекомендаций (см. п. 1.4) dрВ ≤ dК.
Рассчитанные параметры вала зубчатой передачи заносят в контрольную таблицу 5.15
Таблица 5.15 Параметры ведомого вала зубчатой передачи
| Параметры | Значения |
| Диаметр выходного конца вала, мм | dВ |
| Диаметр посадочного места под подшипник, мм | d П |
| Диаметр посадочного места под зубчатое колесо, мм | dК |
| Нагрузки, действующие на подшипник, кН | F a2 ; R Бх ; R Гх; R Бу ; R Гу |