Детали машин

   

      Так как схема нагружения симметричная то F_A = F_В = 862,5 Н.

       В нашем случае на вал действуют  сила натяжения ремня Q и крутящий момент Т, тогда формула для определения эквивалентного момента примет вид:

   

      Из  расчетной схемы (Рисунок 8) видно, что опасным сечением является сечение D, так как в этом сечении одновременно приложены максимальные крутящий и изгибающие моменты.

      Т_D = 638,94 Нм

      М_D = 0,111^.862,5 = 291,38 Нм

      Тогда:

   

   

      Максимальное  эквивалентное напряжение равно:

   

где      d_D – Диаметр вала в сечении D,мм.

      Тогда:

     

 

Рисунок 8 – Расчетная схема вала исполнительного органа

 

       Допускаемое напряжение [σ], МПа:

                                      

где    K_р – коэффициент режима работы, K_р = 1,8;

     [σ_и] – допускаемое напряжение изгиба, МПа.

                                         

где   σ_Т – предел  текучести материала (Сталь 40Х), σ_Т = 640 МПа;

     [n] –  коэффициент запаса, [n] = 2.

      Тогда:

 

 

25,57 МПа ≤ 177,78 МПа, – условие выполняется. 

      4.4. Проверочный расчет подшипников на долговечность 

      F_r = F_A = F_В = 2625 Н;

      Х  – коэффициент радиальной нагрузки, Х = 1;

      е  – коэффициент осевого нагружения, е = 0,19;

      Определим эквивалентную динамическую нагрузку:

   

                            P_r = VXF_rK_БK_Т, 

где V – коэффициент внутреннего кольца, V = 1;

     К_Т – температурный коэффициент, К_Т = 1;

     К_Б – коэффициент безопасности, К_Б = 1,3. 

                            P_r = 1^.1^.2625^.1,3^.1 = 3412,5 Н. 

      Определяем  по уровню надёжности и условиям применения расчётный ресурс подшипника:

где a₁ – коэффициент долговечности, a₁ = 1;

     a₂₃ – коэффициент, учитывающий влияние на долговечность особых свойств материала, a₂₃ = 0,3;

      Сравниваем  с требуемым ресурсом = 9500, ч:

      Условие выполняется, следовательно подшипник 1212 – годен. 

      4.5. Проверочный расчет шпоночного соединения 

      4.5.1. Проверочный расчет шпонки вала под муфту:

            Условие работоспособности  шпонки вала:

где  Т – передаваемый момент, Т = 638.94Нм;

     d – диаметр вала, d = 45 мм;

     l_р – рабочая длина шпонки, мм:

l_р = l – b = 70 – 14 = 56 мм;

     k – глубина врезания шпонки, мм:

k = h – t₁ = 9 – 5,5 = 3,5 мм.

     [σ_см] –допускаемое напряжение смятия, [σ_см]<180 МПа.

144,5 МПа < 180 МПа

условие выполняется. 

4.5.2. Проверочный расчет шпонки вала в месте соединения вала с барабаном:

      Условие работоспособности шпонки вала:

где  Т – передаваемый момент, Т = 638.94Нм;

     d – диаметр вала, d = 60 мм;

     l_р – рабочая длина шпонки, мм:

l_р = l – b = 100 – 18 = 82 мм;

     k – глубина врезания шпонки, мм:

k = h – t₁ = 11 – 7 = 4 мм.

     [σ_см] –допускаемое напряжение смятия, [σ_см]<180 МПа.

64,9 МПа < 180 МПа – условие выполняется. 

   Шпоночное соединение показано на рисунке 6.

 

   

   

Список  использованных источников 

   

1. Устиновсий Е.П., Шевцов Ю.А., Яшков Ю.К., Уланов А.Г. Многовариантное проектирование зубчатых цилиндрических, конических и червячных передач с применением ЭВМ: Учебное пособие к курсовому проектировании по деталям машин. – Челябинск: ЧГТУ, 1992.
2. Справочник конструктора -  машиностроителя: В 3 т. – 8-е изд., перераб. и доп. Под ред. И. Н. Жестковой. – М.: Машиностроение, 2001.
3. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. конструирование узлов и деталей машин: Ученое пособие для техн. спец. вузов. – 6-е изд., исп. – М.: Высш. шк., 2000. – 477с., ил.
4. Ряховский О.А., Иванов С.С. Справочник по муфтам. – Л.: Политехника, 1991. – 384 с.: ил.
5. Сохрин П.П., Устиновский Е.П., Шевцов Ю.А. Техническая документация по курсовому проектировании по деталям машин и ПТМ: Ученое пособие. – Челябинск: Ид. ЮУрГУ, 2001. – 67 с.
6. Чурюкин В.А., Яшков Ю.К. Обозначение конструкторской документации: Ученое пособие. – Челябинск: ЧГТУ, 1986. – 61 с.
7. Сохрин П.П., Кулешов В.В. Проектирование валов: Учебное пособие. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2000. – 94 с.
8. Сохрин П.П. Проектирование ременных передач: Ученое пособие: Челябинск: ЧГТУ, 1997. – 94 с.