Разработка конструкции вала

5.1. Входной вал.

Опасное сечение расположено под подшипником.

- расчетный диаметр вала.

- диаметр вала под подшипником

- диаметр упорного бурта

-диаметр для упора внутреннего кольца

- диаметр распорной втулки

- по происходит скольжение вала по уплотнению, расположенному в крышке подшипника

- диаметр выходного участника вала

, где - допускаемые напряжения на кручение для симметричного цикла

,т.е. условие прочности на кручение выполняется.

5.2. Промежуточный вал.

Опасное сечение расположено под шестерней цилиндрической передачи.

, где

,т.е. условие прочности на кручение выполняется.

5.3. Выходной вал.

Опасное сечение расположено под колесом.

и

, где

,т.е. условие прочности на кручение выполняется.

Расчёт вала на жесткость.

При работе вала в нем возникает деформации изгиба (прогиб, угол поворота сечения) и кручение (угол закручивания). Особенно опасными являются случай приложения нагрузок на консольных участках входных и выходных валов. Деформации должны быть ограничены допускаемыми значениями. Прогибы и углы поворота находятся методами сопротивления материалов.

Для схемы уравнения углов поворота и прогибов можно записать:

(1)

(2)

Для определения начальных параметров упругой линии и воспользуемся тем, что на опорах прогиб равен нулю, т.е. при и ,

(3)

(4)

Входной вал.

Вертикальная плоскость: ;

; ;

;

;

Найдём начальные параметры по уравнениям (3) и (4)

- для стали

, где

- диаметр вала

Тогда

Из уравнения (1) найдём угол поворота сечения на опоре I при

, где

- диаметр вала под подшипником

Тогда

Угол поворота сечения на опоре II при

Прогиб вала на консоли:

, где

- диаметр вала под конической шестерней

Горизонтальная плоскость:

; ;

;

Начальные параметры:

Угол поворота сечения на опоре I и II:

Прогиб вала на консоли:

Суммарный прогиб:

Допускаемый прогиб

, т.е. условие жесткости не выполняется

Необходимо изменить конструкцию вала:

Основные расчеты сохраняются:

и , где

, тогда

, т.е. условие жесткости выполняется

Жесткость при кручении характеризуется углом закручивания, приходящимся на единицу длины вала

, где

- полярный момент инерции

- модуль упругости при сдвиге для стального вала

При: - допускаемый угол закручивания

, тогда

, т.е. условие жесткости при кручении выполняется.