Расчет вала и разработка конструкции вала

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./минСилы: ;;;-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:;;кНпроверим условие равновесия;, Условие равновесия выполняется.2. Определяем эпюры на сжатых волокнах.Эпюра :;.Эпюра :;Н ммН мм.3. Эпюра крутящих моментов :Н ммИзобразим эпюру графически на Рис. 2Рис. 2 - Эпюра крутящих моментов. 4. Определим суммарные реакции в подшипниках.кНкН5. 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 ммПо стандартному ряду [1, c.162] принимаем ммНазначаем . 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 кН7. 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.