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>