Проектирование промежуточного вала
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
по формуле (19):
.
Проведем расчет для передачи II.
Принимаем =1,15 =1,05 [3]. Тогда по формуле (20):, тогда по формуле (19):
.
Таким образом, полученные размеры колес и шестерней удовлетворяют всем проверкам. Объединим все полученные данные в таблицу
Таблица 4. Параметры зубчатой передачи
КолесоШестерня, мм, мм, мм, ммПередача I438146561234156Передача II88517710014028100
5. Расчет вала
5.1 Определение сил в зацеплении
Так как в данном задании прямозубое зацепление, осевая сила равна нулю. Нормальная сила направлена по линии зацепления к рабочим поверхностям зубьев. При этом нормальная сила раскладывается на окружную и радиальную силы, которые вычисляются по следующим формулам:
; (21)
, (22)
где Мкр - крутящий момент; d - диаметр зубчатого колеса.
Для передачи I.
По формуле (21) определяем окружную силу: Н
Из формулы (22) радиальная сила равна: .
Для передачи II.
Вычисляем по формуле (21) окружную силу: , из формулы (22) радиальная сила равна: .
5.2 Определение длины вала
Определяем расстояния между опорами и зацеплениями:
Согласно таблице 1:
Общая длина вала L==128,8+61,6+120=310,4 мм.
5.3 Выбор расчетной схемы и определение расчетных нагрузок
Составляем расчетную схему промежуточного вала (рис. 2.)
Определяем реакции опор. Вычисляем и строим эпюры изгибающих, крутящего и приведенного моментов. Эпюра моментов - это график, который показывает, как меняется момент по длине вала.
Вал можно представить как балку на двух опорах, нагруженную силами в двух плоскостях. Следовательно, необходимо рассмотреть вал отдельно плоскостях XOY и XOZ.
Рассмотрим проекцию на горизонтальную плоскость. Определяем реакции опор, которые находятся из условия равенства моментов.
Запишем сумму моментов относительно точки А:
.
Запишем сумму моментов относительно точки В:
;
Н.
Проверка делается по условию равенства проекций:
Н.
Рассмотрим силы, действующие в плоскости XOZ (рис 3.).
Запишем сумму моментов относительно точки А:
Запишем сумму моментов относительно точки В:
;
Н.
Проверка:
Н.
Считаем суммарные реакции RA, RB и HA:
;
;
.
Таблица 5. Силы в зацеплении
, Н, Н, Н, НПередача I4653,512785,3836069,3965010Передача II14588,84000036069,3965010
6. Построение эпюр моментов
6.1 Эпюры изгибающих моментов
Так как силы действуют на вал в двух плоскостях, следовательно, эпюры необходимо также строить в двух плоскостях XOY и XOZ.
Рассмотрим силы, действующие в плоскости XOZ (см. рис. 3).
Напишем сумму моментов для 1-го участка:
, где 0 х
М(0)=0;
М()=Нм
Сумма моментов для 2-го участка:
, где 0 х
М(0)= Нм; М()=Нм
Сумма моментов для 3-го участка:
, где 0 х
М(0)= Нм;
М()==-4800Нм
Построим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости:
Напишем сумму моментов для 1-го участка:
, где 0 х;
М(0)=0;
М()=H м.
Сумма моментов для 2-го участка:
, где 0 х;
М(0)= Н м; М()=Н м.
Сумма моментов для 3-го участка:
, где 0 х;
М()=Н м.
М(0)= Н м;
Построим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости:
.2 Эпюра крутящих моментов
Крутящий момент передается валу колесом и снимается шестерней, но моменты на них одинаковы, следовательно, эпюра крутящего момента будет выглядеть следующим образом:
6.3 Эпюры суммарного и приведенного моментов
Суммарный момент, действующий на вал, будет находиться по формуле:
; (23)
причем он находится для каждого сечения.
Рассчитаем согласно формуле (23) для сечения 1
Н.
Рассчитаем суммарный момент согласно формуле (23) для сечения 2
Н м.
Рассчитаем суммарный момент согласно формуле (23) для сечения 3.
Н м.
Рассчитаем согласно формуле (30) для сечения 4
Н м.
Построим эпюру суммарного момента:
Приведенный момент (для каждого сечения) находится по формуле:
. (24)
Найдем согласно формуле (24) для сечения 1
Н м.
Найдем согласно формуле (24) для сечения 2
Н м.
Найдем согласно формуле (24) для сечения 3
Н м.
Найдем согласно формуле (24) для сечения 4
Н м.
Построим эпюру приведенного момента:
7. Построение теоретического профиля вала
Для изготовления вала выбираем углеродистую сталь 45 ГОСТ 8479-70 [3].
По приведенному моменту определяются минимально допустимые диаметры вала в опасных сечениях по следующей формуле:
шестерня напряжение межосевой вал
, (25)
где [?] - допускаемое напряжение материала, которое вычисляется по следующей формуле:
,
где ?Т - предел текучести для стали 45: ?Т=360 Мпа [3]; S - коэффициент запаса, равный 1,5.
Определим диаметры вала по формуле (25) подставляя соответствующие значения крутящего момента:
;
;
;
;
8. Выбор подшипников
Выбираем роликовые радиальные однорядные подшипники, так как у нас отсутствуют осевые нагрузки, и наши опоры находятся в одном корпусе. Подшипники подбираем по динамическо?/p>