Определение длины валов

Длина ведущего вала :

.

где х = 10 мм, = 75.

= = 102 мм.

мм.

Длина промежуточного вала:

144.5 мм.

где х = 10 мм,

= мм.

мм.

Длина ведомого вала

= 83.5+10+37.5=131мм

= 98.5 + 144.5 +131 = 374 мм.

Суммарные реакции:

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

Суммарный момент:

Диаметр выходного конца вала:

= = = 102.8 мм.

Принимаем = 108 мм.

Диаметр цапф под подшипниками принимаем = 105 мм.

Диаметр вала под шестернёй увеличиваем на 2-3 мм и принимаем

Нормальные напряжения:

= 797447.2/130670 = 6.1 Мпа.

3.14 /32 = 130670

Касательные напряжения для отнулевого цикла равны:

= = 5434 1000/2 = 10.4 МПа.

= 3.14 /16 = 261340 .

Эффективные коэффициенты концентрации напряжений для сечения со шпоночной канавкой для стали 45 с переделов прочности менее 700 МПа.

; 1.5.

Масштабные факторы:

= 0.74.

Коэффициенты асимметрии цикла для среднеуглеродистых сталей:

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

= = = 20.8.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

= = = 6.88.

Общий коэффициент запаса прочности:

S = [S]

где S – расчётный коэффициент запаса прочности.

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

=

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

.

= = -979 Н.

.

= = 1831.4Н.

Суммарные реакции:

= = 6025 Н.

= = = 10042 Н.

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

= = 5945 98.5 =582582.5 H .

= = 9874.2 131 = 1293494 H .

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

= = -979 98.5 = -96431 H .

= – = -1831.1 (144.5+131) – 1470 121/2 – 4040 144.5 = -8680 H .

= – = 979 (98.5 + 144.5) – 440 395/2 + 1230 144.5 = 328732 Н мм.

= = 1831 131 = 239861H .

Суммарный момент:

= = = 590775 Н мм.

= = = 1334612.9 Н мм.

В дальнейшем принимаем наибольшее значение изгибающего момента:

М = 1334612 Н м.

Диметр вала в месте посадки тихоходной ступени (сечение II):

d ≥ = = 49.98 мм.

Принимаем d = 56 мм.

Диаметр цапф под подшипниками принимаем = 55 мм.

Проверка усталостной прочности вала:

Нормальные напряжения:

=1334612.9 /17232 = 77.5 мПа.

= 3.14 /32 = 17232 .

Касательные напряжения для отнулевого цикла:

= 627.5 /2 = 9.1мПа.

= 3.14 /16 = 34444.6 .

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

= = = 1.34

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

= = = 7.8.

Общий коэффициент запаса прочности:

S = [S] = 2.5.

Прочность и жёсткость не обеспечены. Увеличиваем диаметр вала до 75 мм и повторяем расчёт:

= 3.14 /32 = 50240 .

= 3.14 /16 = 100480 .

= 2201229.1/50240 = 44 мПа.

= 2432.5 /2 100480 = 12 мПа.

= = = 2.5.

= = = 14.52.

S = [S] = 2.5.

Прочность и жёсткость обеспечены.

Опорные реакции в вертикальной плоскости:

.

= = 770 Н.

.

= = 404 Н.

Опорные реакции в горизонтальной плоскости:

= =1103.6H

= =2046H

Суммарные реакции:

= = 2186.4 Н.

= = = 1174.7Н.

Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости:

= = 2046 131 =268026H .

Изгибающие моменты в вертикальной плоскости:

= = 770 131 = 100870H .

= = - 404 243= - 98172 H .

Суммарный момент:

= = =285439 Н м.

Диметр выходного конца вала:

≥ = =24 мм.

Принимаем = 28 мм.

Диаметр цапф под подшипниками принимаем = 35 мм.

Диаметр вала под шестернёй увеличиваем на 2-3 мм и принимаем d = 36.

Нормальные напряжения:

= 285439/4578 = 62.3 мПа.

= 3.14 /32 = 4578 .

Касательные напряжения для отнулевого цикла:

= 72.5 /2 9156 = 3.95 мПа.

= 3.14 /16 = 9156 .

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

= = = 2.1.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

= = = 18.1.

Общий коэффициент запаса прочности:

S = [S] = 2.5.

Прочность и жёсткость обеспечены.