Привод электродвигателя (стр. 8 из 9)
Расстояния между точками нагружения
Рис. 5.
2. Составляем схему нагружения вала в вертикальной плоскости (рис. 6 ).
3. По правилам сопротивления материалов, рассматривая вал как балку, лежащую на шарнирно-подвижных опорах и нагруженную сосредоточенными силами, определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости и строим эпюру изгибающих моментов
(рис. 6 ):
a) находим реакции в опорах:
b) находим изгибающие моменты:
4. Аналогичную схему нагружения вала, определение реакций опор и построение эпюр изгибающих моментов выполняем для горизонтальной плоскости (рис. 6 ):
a) находим реакции в опорах:
b) находим изгибающие моменты:
5. Строим эпюру крутящих моментов (рис. 6 ):
6. Определяем суммарные радиальные реакции в опорах:
7. Определяем суммарные изгибающие моменты:
7.2. Определение реакций в опорах и построение эпюр изгибающих и крутящих моментов входного вала
1. Выполняем схему нагружения вала с указанием действующих сил и расстояний между точками их приложения (взято с эскизной компоновки)
Расстояния между точками нагружения
Рис. 7.
2.Составляем схему нагружения вала в вертикальной плоскости (рис. 8 ).
3. По правилам сопротивления материалов, рассматривая вал как балку, лежащую на шарнирно-подвижных опорах и нагруженную сосредоточенными силами, определяем реакции в опорах в вертикальной плоскости и строим эпюру изгибающих моментов (рис. 8 ):
a) находим реакции в опорах:
b) находим изгибающие моменты:
4. Аналогичную схему нагружения вала, определение реакций опор и построение эпюр изгибающих моментов выполняем для горизонтальной плоскости (рис. 8 ):
a) находим реакции в опорах:
b) находим изгибающие моменты:
5. Строим эпюру крутящих моментов (рис. 8 ):
6. Определяем суммарные радиальные реакции в опорах:
7.
Определяем суммарные изгибающие моменты: 
7.3. Проверочный расчет подшипников вала долговечность
Расчет будем проводить для подшипников 7215 ГОСТ 333–71.
1. По табл. 7.6 из [1] находим коэффициент е предварительно выбранного подшипника 7315 ГОСТ 333–71:
е=0,388.
2. Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил:
3. Определяем расчетные осевые нагрузки Ra1 и Ra2 с учетом расположения подшипников враспор:
4. Определяем соотношение
где V – коэффициент вращения: при вращении внутреннего кольца V=1, наружного – V=1,2, и сравнивают его с коэффициентом е:
Поскольку данные соотношения меньше коэффициента е, то X=1, Y=0.
5. Определяем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле:
где Кσ – коэффициент безопасности: при спокойной нагрузке Кσ= 1;
КТ – температурный коэффициент: при температуре подшипника менее 100 °С КТ= 1.
6. По табл. 7.2 [1] определяем коэффициент γ:
γ=3,77.
7. Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников по формуле:
8. Поскольку данные для второго соотношения больше коэффициента е, то X=0.4, из (табл. 11). Y=1.547 . Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников по формуле:
Подшипники пригодны для установки на данном валу.
7.4 Проверочный расчет подшипников вал-шестерни на долговечность
Расчет будем проводить для подшипников 7212 ГОСТ 333–71.
1. По табл. 7.6 из [1] находим коэффициент е предварительно выбранного подшипника 7212 ГОСТ 333–71:
е=0,351.
2. Вычисляем осевые составляющие реакций опор от действия радиальных сил:
8. Определяем расчетные осевые нагрузки Ra1 и Ra2 с учетом расположения подшипников враспор:
9. Определяем соотношение
где V – коэффициент вращения: при вращении внутреннего кольца V=1, наружного – V=1,2, и сравнивают его с коэффициентом е:
Поскольку данные соотношения меньше коэффициента е, то X=1, Y=0.
10. Определяем эквивалентную динамическую нагрузку по формуле:
где Кσ – коэффициент безопасности: при спокойной нагрузке Кσ= 1;
КТ – температурный коэффициент: при температуре подшипника менее 100 °С КТ= 1.
11. По табл. 7.2 [1] определяем коэффициент γ:
γ=3,77.
12. Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников по формуле:
8. Поскольку данные для второго соотношения больше коэффициента е, то X=0.4, из (табл. 10). Y=1.710 . Вычисляем требуемую динамическую грузоподъемность подшипников по формуле:
Подшипники пригодны для установки на данном вал
у.7.5. Проверочный расчет шпонок
Зубчатые колеса, шкивы, звездочки и другие детали крепятся на валах с помощью шпоночных или шлицевых соединений, предназначенных для передачи крутящих моментов.
В редукторах общего назначения из-за простоты конструкции, сравнительно низкой стоимости и удобства сборки и разборки широко применяются соединения призматическими шпонками.
Сечение шпонки выбирается в зависимости от диаметра вала по табл. 7.7 в [1]. Длину шпонки принимают по длине ступицы с округлением в меньшую сторону до стандартной
Схема шпоночного соединения
Рис. 9
Таблица 14
Призматические шпонки, устанавливаемые на выходном валу.
| Диаметр вала d | Сечение шпонки | Глубина паза | Длина шпонки l | ||
| b | h | t1 | t2 | ||
| 85 | 22 | 11 | 7,5 | 4,4 | 70 |
После определения размеров шпонки производим проверочный расчет соединения по напряжениям смятия:
где Т – крутящий момент на валу, Нмм;
d – диаметр вала, мм;
l – рабочая длина шпонки, мм;
(h–t1) – сминаемая высота шпонки, мм
;