3.Определение моментов на валах

На первом валу:

На втором валу:

На третьем валу:

На четвертом валу:

---

4.Прочностной расчет вала барабана

;

;

;

,

где угол зацепления,

половина угла делительного конуса конической шестерни.

Подставим значения в формулы:

Определим реакции в подшипниках и значения изгибающих моментов. Построим эпюры изгибающих и крутящих моментов.

Дано: ; ; ; ;

; ; .

1. Вертикальная плоскость:

а) Определим опорные реакции:

;

= = 13412,9 Н.

;

= = 16596,4 Н.

---

Σ F(Y) = 0;

Проверка:

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y:

1 участок:

0 ≤ x ≤

x = ; ;

x = ; .

2 участок:

≤ x ≤

x = ;

;

x = ; .

3 участок:

≤ x ≤

2. Горизонтальная плоскость:

а) Определим опорные реакции:

;

;

=

.

;

;

=

.

Σ F(Y) = 0;

Проверка:

б) Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X:

0 ≤ x ≤

x = ; ;

x = ; .

2 участок:

≤ x ≤

x = ; ;

x = ; .

3 участок:

≤ x ≤

;

3. Определяем суммарные радиальные реакции:

;

.

4. Определяем суммарный изгибающий момент:

5. Строим эпюру крутящих моментов:

---

Рисунок 2 – Эпюра изгибающих и крутящих моментов

---

Произведем расчет вала на выносливость.

Примем, что нормальные напряжения осей изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные осей кручения – по пульсирующему циклу. Определим коэффициент запаса прочности для опасного сечения вала и сравним с допускаемым значением запаса. Прочность соблюдается при

S > [S] = 1,5…2,0.

Коэффициенты запаса определяются по формулам

,

Где коэффициенты запаса соответственно по нормальным и касательным напряжениям. Они определяются по формулам:

;  ,

 где – пределы выносливости материала вала; – амплитуда и среднее напряжения циклов нормальных и касательных напряжений. Для симметричного цикла нормальных напряжений ;

– эффективные коэффициенты концентрации напряжений; – масштабные факторы; - коэффициенты качества поверхности, принимаем равными единице; – коэффициенты, учитывающие влияние асимметрии цикла.

Проверим на выносливость ведомый (тихоходный) вал, так как крутящий момент на этом валу наибольший.

Материал вала – сталь 40, улучшение

Рассмотрим сечение под подшипником, на него действуют изгибающие и крутящие моменты. Концентрация напряжений вызвана напрессовкой подшипника.

---