Приводной вал (расчёт на статическую прочность)

3.4 Приводной вал (расчёт на статическую прочность)

Находим реакции опор А и Б:

Определяем нормальные и касательные напряжения при действии максимальных нагрузок:

; ;

-суммарный изгибающий момент, где -коэффициент перегрузки(для асинхронных двигателей =2,2 ).

 -осевая сила;

-момент сопротивления сечения вала;

-площадь поперечного сечения;

-крутящий момент;

 -момент сопротивления сечения вала;

Так как , то вал выдерживает заданную нагрузку.

Расчет сварного соединения:

Вид сварки: выбираем сварку ручную электродами повышенного качества.

Данный способ соединений применен в конструкции приводного вала, в частности сварных звездочек. В данном случае примененяются специальные втулки к которым привариваются звездочки, образуя единую конструкцию, что обеспечивает нам удобство сборки узла и простоту точения самого приводного вала при его изготовлении.

Имеем тавровое соединение угловыми швами.

Соединение рассчитывается по касательным напряжениям, опасное сечение находится по биссектрисе прямого угла.

t = (Т_з/2)/W_к £ [t’],

где [t’] – допускаемое напряжение при статической нагрузке для сварных швов. Определяется в долях от допускаемого напряжения растяжения соединяемых деталей;

Т_з – вращающий момент на звездочке, Т_з = 443,72 Нм;

W_к – момент сопротивления при кручении.

Для полого круглого сечения

W_к = (p*D²*0,7*k)/4,

к – катет сварного шва, он находится в пределах 0,5*d £ k £ d ,

d – толщина меньшей из свариваемых заготовок, d = 8 мм;

к = 5мм;

W_к = 3,14*66²*0,7*5/4 =14368,6 мм³;

Так как сварка ручная электродами повышенного качества, то

[t’] = 0,65*[s]_р,

[s]_р = s_т / S,

где S – коэффициент безопасности.

S = 1,35…1,6

В качестве материала используем сталь 3:

s_т = 220 МПа, S = 1,4.

Тогда [s]_р =220/1,4 = 157,14 МПа,

[t’] = 0,65*157,14 = 102,14 МПа.

t = (443,75*10³/2)/14368,6 = 15,44 МПа.

Получили, что t = 15,44 МПа £ [t’] = 102,14 МПа.

4 Расчёт подшипников на долговечность

Быстроходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

207: d=35мм, D=72мм, В=17мм, Сor=13.7 кН, Сr=25.5 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

 

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Промежуточный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

207: d=35мм, D=72мм, В=17мм, Сor=13.7 кН, Сr=25.5 кН

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

 

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Тихоходный вал: Подшипники шариковые однорядные лёгкой серии

213: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=34 кН, Сr=56.0 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

 

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.

Приводной вал: Подшипники радиальные сферические двухрядные

1213: d=65мм, D=120мм, В=23мм, Сor=17.3 кН, Сr=31 кН.

V=1.0 – при вращении внутреннего кольца подшипника

 

Данный подшипник годен, т.к. расчётный ресурс больше требуемого.