Расчет валов

Определение сил натяжения ремня и сил, возникающих в зацеплении зубчатой передачи

– сила, возникающая от натяжения ремня;

(Н);

(Н).

– окружная сила.

– радиальная сила.

Осевая сила в расчете валов не используется, поэтому её будем учитывать при выборе подшипников.

4. 1. Расчет ведущего вала

Определение составляющих опорных реакций

Рассмотрим изгиб вала в горизонтальной плоскости:

Найдем реакции опор и :

;

;

;

;

Проверка:

;

Рассмотрим изгиб вала в вертикальной плоскости:

Найдем реакции опор и :

;

;

;

;

Проверка:

;

Построение эпюры изгибающих моментов

Для определения моментов воспользуемся методом сечений. Этот метод заключается в том, что тело мысленно рассекают плоскостью на две части, одна из которых отбрасывается, и взамен ее к сечению прикладываются внутренние усилия, действовавшие до разреза.

Оставшаяся часть рассматривается как самостоятельное тело, находящееся в равновесии под действием внешних и приложенных к сечению внутренних усилий.

Моменты в горизонтальной плоскости

;

;

При

При

;

;

При

;

;

При

Моменты в вертикальной плоскости

;

;

При :

При :

;

;

При :

Определим суммарный изгибающий момент в сечениях вала:

;

;

;

;

Определим положение опасного сечения, анализируя эпюры суммарного изгибающего и крутящего моментов. Это сечение, проходящее через опору А.

Эквивалентный момент в опасном сечении найдем с помощью гипотезы наибольших касательных напряжений:

Определим минимальный диаметр вала в опасном сечении, исходя из условия прочности при изгибе с кручением:

Поскольку у редуктора ЦУ-100 выходной конец быстроходного вала имеет диаметр , то принимаем диаметр вала в опасном сечении мм.

Горизонтальная плоскость:

Суммарный изгибающий момент:

Крутящий момент:

Эскиз вала:

4.2. Расчет ведомого вала

– окружная сила.

– радиальная сила.

– сила, действующая на выходной конец ведомого вала.

Определение составляющих опорных реакций

Рассмотрим изгиб вала в горизонтальной плоскости.

Найдем реакции опор и :

;

;

;

;

Проверка:

;

Рассмотрим изгиб вала в вертикальной плоскости.

Найдем реакции опор и :

;

;

;

;

Проверка:

;

Построение эпюры изгибающих моментов

Моменты в горизонтальной плоскости

;

;

При

При

;

;

При

;

;

При

Моменты в вертикальной плоскости

;

;

При :

При :

;

;

При :

Определим суммарный изгибающий момент в сечениях вала:

;

;

;

;

Определим положение опасного сечения, анализируя эпюры суммарного изгибающего и крутящего моментов. Это сечение, проходящее через точку С.

Эквивалентный момент в опасном сечении найдем с помощью гипотезы наибольших касательных напряжений:

Определим минимальный диаметр вала в опасном сечении, исходя из условия прочности при изгибе с кручением:

Поскольку у редуктора ЦУ-100 выходной конец тихоходного вала имеет диаметр , то принимаем диаметр вала в опасном сечении мм.

Горизонтальная плоскость:

Вертикальная плоскость:

Суммарный изгибающий момент:

Крутящий момент:

Эскиз ведомого вала: