Расчет первого (ведущего) вала.

4.5.1. Ведущий вал

Рис.3. Схема ведущего вала.

u-расстояние от шестерни до опоры.

L_ст-длина ступицы шкива.

f-расстояние от шкива до опоры.

l-расстояние между опорами.

х -зазор между колесом и внутренней стенкой корпуса.

х=10мм. w-толщина стенки корпуса в месте опоры.

Условные обозначения:

1-шестерня

2-подшипники

3-шкив ременной передачи

По таблице 14.9,стр.302,[1] согласно Т₁=36.37 Н×м принимаем l=70мм, u=60мм, f=55мм, x=10мм, w=40мм.

а) Рассмотрим сумму моментов относительно точки А.

SM_a= R_byl+ F_а21(l+f)- F_r12u=0

R_by=(-F_а21(l+f) + F_r12*u)/l

R_by=(-381.55*(70+55)+ 109,4*60)/70=-587.57 H.

б) Рассмотрим сумму моментов относительно точки В.

SM_b=R_ayl+ F_а21*f-F_r21(u+l)=0

R_ay= - (F_а21*f - F_r21(u+l))/l

R_ay= - (381.55*55-109.4*130)/70= - 96.61H.

в) Проверка: Рассмотрим сумму проекций сил на ось Y.

SF_y=F_t21-R_ay +R_by+Q_y=0

SF_y= 385+109+96-587=0

SF_y=0.

3.5.3. Изгибающие моменты в вертикальной плоскости.

а) Изгибающий момент относительно точки С.

М_изг(С)=0

б) Изгибающий момент относительно точки A.

-F_t21×u+М_изг(A)=0

М_изг(A)=1090,55×0,06=65,433 H×м.

в) Изгибающий момент относительно точки B.

-F_t21×(u+l)+R_ay×l+М_изг(B)=0

М_изг(B)=-96,61×0,07+1090,55×0.13=135 H×м.

г) Проверка: Изгибающий момент относительно точки D.

-F_t21×(u+l+f)+R_ay×(l+f)-R_by×f+М_изг(D)=0

М_изг(D)=F_t21×(u+l+f)-R_ay×(l+f)+R_by×f

М_изг(D)=1090,55×0.185+96,61×0.125-587,57×0,055=0

4.5.4. Эпюра изгибающих моментов в вертикальной плоскости.

65,433

С А B D

4.5.5. Опорные реакции в горизонтальной плоскости.

а) Рассмотрим сумму моментов относительно точки А.

SM_a= S_m(l+f) +F_r21*u- R_bx*l=0

R_bx =( S_m(l+f)+F_r21*u)/l

R_bx =(327,165*125+109,4*60)/70=678 H.

б) Рассмотрим сумму моментов относительно точки В.

SM_B= S_m*f+R_ax×l+ F_r21(u+I) =0

R_ax=( F_r21(u+l)+S_m*f)/l

в) Проверка: Рассмотрим сумму проекций сил на ось X.

SF_x= S_m -F_r21+R_ax-R_bx+Q_x

SF_x=327,165-109,4+460,23-678=0

4.5.6. Изгибающие моменты в горизонтальной плоскости.

а) Изгибающий момент относительно точки С.

-F_a21×d₁/2+М_изг(С)=0

М_изг(С)=381,55×0,0667/2=12,7 H×м

б) Изгибающий момент относительно точки А.

-F_a21×d₁/2+F_r21×u+М_изг(A)=0

М_изг(A)=F_a21×d₁/2-F_r21×u

М_изг(A)= 381,55×0,0667/2-109,4×0,06= 6,136 H×м.

в) Изгибающий момент относительно точки B.

-F_a21×d₁/2+F_r21×(u+l)-R_ax ×l+М_изг(B)=0

М_изг(B)=F_a21×d₁/2-F_r21×(u+l)+R_ax ×l

М_изг(B)= 381,55×0,0667/2-109,4×0,13+460,23×0,07=30,7 H×м.

г) Проверка: Изгибающий момент относительно точки D.

-F_a21×d₁/2+F_r21×(u+l+f)-R_ax ×(l+f)+R_bx ×f+М_изг(D)=0

М_изг(D)=F_a21×d₁/2-F_r21×(u+l+f)+R_ax ×(l+f)-R_bx ×f

М_изг(D)= 381,55×0,0667/2-109,4×0,185+460,23×0,125 - 678×0,055=0.

30,7

12,7

6,136

C A B D

4.5.8. Эпюра крутящего момента ведущего вала.

C A B D

4.5.9. Определим суммарный изгибающий момент в наиболее нагруженном сечении.

а) М_Sизг относительно точки С.

б) М_Sизг относительно точки А.

в) М_Sизг относительно точки В.

4.5.10. Эпюра суммарных изгибающих моментов ведущего вала.

138,45

65,72

12,7

C A B D

4.5.12. Определим диаметр вала под шестерней.

где [s_-1]_и=60МПа.

Учитывая ослабление сечения шпоночной канавкой, увеличиваем расчетный диаметр на 3-5% и принимаем по ГОСТ 6636-69 стр.54,[3]. d_ш=24 мм.

4.5.13. Определяем диаметр выходного конца вала (то есть под шкивом)-d_к

где [t]=20МПа.

Аналогично из-за шпоночной канавки увеличиваем диаметр и принимаем по ГОСТ 6636-69,стр.54,[3], d_к=22мм

4.5.14 Диаметр цапф под подшипником должен быть немного больше d_k и быть кратным 5 принимаем d_п=25мм

4.5.15 Диаметр участка вала между выходным концом и цапфой под подшипник должен иметь диаметр немного меньше , чем диаметр внутреннего кольца подшипника для его свободного прохода.

Принимаем d_пк=23 мм

4.5.17 Диаметр буртиков должен быть больше d=24мм, на две высоты заплечников

2h=8мм, h=4мм по табл. 14.7 стр. 302 [1]. Принимаем d_б=32мм.

Рис.4 Основные размеры ведущего вала.