| Расчётно-графическая работа
по дисциплине «Детали машин»
Тема:
«Расчет вала и разработка конструкции вала»
Постановка задачи
Для заданной схемы нагружения вала:
- рассчитать реакции подшипников;
- построить эпюры изгибающих и крутящего моментов;
- определить диаметры и разработать конструкцию вала;
- выбрать подшипники качения;
- сравнить их долговечность с их минимально допустимым значением.
Исходные данные:
 -угол наклона зубьев;  - угол профиля зубьев; n1
=1200об./мин
Силы:
 ;
 ;
 ;
-диаметр
 ;
-расстояние
1 Определим силы реакций в подшипниках из условий равновесия:
 ;  ;  ;  ;  ; ;
для подшипника №1 в плоскости YZ:
 ;
 ;
 кH;
- для подшипника №2 в плоскости YZ:
 ;
 ;
 кH;
проверим условие равновесия
 ;
Условие равновесия выполняется.
- для подшипника №1 в плоскости XZ:
;
 ;
 кН;
- для подшипника №2 в плоскости XZ:
;
 ;
 кН
проверим условие равновесия
;
 ,
Условие равновесия выполняется.
2.
Определяем эпюры на сжатых волокнах.
Эпюра  :
 ;
 .
Эпюра  :
 ;
 Н мм
 Н мм
 .
3. Эпюра крутящих моментов  :
 Н мм
Изобразим эпюру графически на Рис. 2
Рис. 2 – Эпюра крутящих моментов.
4.
Определим суммарные реакции в подшипниках.
 кН
 кН
5. Определим
dmin
вала из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению (без изгиба) по формуле 8.16:
 ,
где  - допускаемое напряжение на кручение, в соответствии с указанием [1, c.161],
 - крутящий момент;
тогда  мм
По стандартному ряду [1, c.162] принимаем  мм
Назначаем  . Выбираем подшипники по таблице П6 [1, c.399], шарикоподшипники радиально-упорные, (поскольку есть осевая сила), особолегкой серии,  , №36105.
Нагрузочная способность:
- динамическая  ;
- статическая  .
Выполним эскиз вала:
Рис. 3. Эскиз вала
6. Определяем грузоподъемность подшипника по наиболее нагружнной опоре 1 и его долговечность.
Определим эквивалентную нагрузку действующую на подшипник по формуле 9.3
 ,
где  - температурный коэффициент при  ;
 - коэффициент условий работы подшипника по таблице 9.19 [1, c.214];
 - коэффициент при вращении внутреннего кольца;
 - коэффициенты радиального и осевого нагружения.
Определим отношение  и сравним со значением  ;
по таблице из соотношения  значит е
=0,3;
Тогда
=  ,
поэтому принимаем X=0,45 и Y=1,62.
Тогда
 кН
7. Определяем долговечность подшипника в миллионах оборотов по формуле
 ;
где С=11800 Н
– динамическая грузоподъемность;
Р=677 Н
- эквивалентная нагрузка;
р
- показатель степени, для шарикоподшипников р=3.
Тогда
Определим долговечность подшипника по формуле 9.2 [1, c.211]
 .
Для зубчатых редукторов минимальная долговечность подшипников по ГОСТ 16162-85 
73540>10000 - долговечность и работоспособность подшипников выполнена.
|
