Dane	Obliczenia i rysunki		Wyniki
	Temat: Zprojektować wał z osadzeniem dwóch kół zębatych Dane projektowe: a= 30 mm b= 150 mm c= 50 mm r1= 100 mm r2= 125 mm P1= 5000 N P1r= 1820 N P1w= 600 N P2= 4000 N P2r= 1450 N P2w= 0 1. Schemat obliczeniowy wału Rys. 1. Punkty przyłożenia sił w płaszczyźnie X - Z Obliczenie reakcji Raz i Rbz w płaszczyźnie X -Z korzystając z układu równowagi statyki:		Rbz = 773,88[N] Raz = 1203,8[N]
\ Dane	Obliczenia i rysunki		Wyniki
a = 180[mm] F0 = 6086,76 [N]	Ustalenie punktów przyłożenia, kierunków podparcia i wartości sił obciążających wał w płaszczyźnie X - Y. Rys.2. Punkty przyłożenia sił w płaszczyźnie X - Y Obliczenie wypadkowych Reakcji Ra, Rb w podporachA i B Obliczenie momentów gnących w charakterysty­cznych punktach wału i przedstawienie wykresu momentów gnących Mgz w płaszczyźnie X - Z na wykresie (rys.3b) Obliczenie momentu gnącego w przedziale I dla 0<x­1<a		Rby=2381,77[N] Ray=3704,98[N] Ra =3895,64[N] Rb =2504,33[N]
Dane	Obliczenia i rysunki		Wyniki
b = 280 [mm] Rbz = 773,88[N] a = 180[mm] Ray=3704,98[N] b = 280[mm] Rby=2381,77[N]	Obliczenie momentu gnącego w przedziale II 0<x2<b Sporządzenie wykresu momentów gnących (rys.3b). Obliczenie momentów gnących w charakterysty­cznych punktach wału i przedstawienie wykresu momentów gnących Mgz w płaszczyźnie X - Y na wykresie (rys.3c). Obliczenie momentu gnącego w przedziale I dla 0<x1<a Obliczenie momentu gnącego w przedziale II 0<x2<b Sporządzenie wykresu momentów gnących (rys.3c). Obliczenie momentów wypadkowych w charakterystycznych punktach i przedstawienie ich na wykresie (rys.3d).
Dane	Obliczenia i rysunki		Wyniki
F0 = 6086,76 [N] dp = 100[mm] Rm=530 [Mpa] xZ = 3,5 xZ = 3,5	Obliczenie momentu skręcającego przenoszonego przez wał i przedstawienie go na wykresie (rys.3e). Obliczenie momentów gnących zastępczych w charakterystycznych punktach wału. Obliczenie naprężenia dopuszczalnego na zginanie obustronne i skręcanie jednostronne. Dobór granicy wytrzymałości na rozciąganie Rm z PN-72/H-84020 Dla stali 35 Rm = 530 [Mpa] Obliczenie wytrzymałości zmęczeniowej Zgo z zależności: Obliczenie wytrzymałości zmęczeniowej Zsj z zależności: Przyjęcie współczynnika bezpieczeństwa dla wytrzymałości zmęczeniowej xZ Przyjęto współczynnik xZ = 3,5 (xZ = 3,5÷4) Obliczenie naprężenia dopuszczalnego na zginanie kgo. Obliczenie naprężenia dopuszczalnego na skręcanie jednostronne.		Rm=530 [Mpa] xZ = 3,5
Dane	Obliczenia i rysunki		Wyniki
	Wyznaczenie współczynnika α Obliczenie momentów zredukowanych w charakterystycznych punktach i przedstawienie ich na wykresie (rys. 3f): Obliczenie średnic teoretycznych wału w charaktery­sty­­­­­cznych punktach i przedstawienie ich na wykresie (rys. 3g).
Dane	Obliczenia i rysunki		Wyniki
	Rys. 3. Wykresy momentów i średnic teoretycznych
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
	Obliczenie połączenia wpustowego pod kołem zębatym Wyznaczenie średnicy wału pod wpust pod kołem zębatym Średnice wału pod wpust wyznacza się uwzględniając osłabienie wału wpustem z zależności: przyjęto średnicę wału pod wpustem d1= 55 [mm] Dobór wymiarów wpustu z PN-70/M-85005 Z PN-70/M-85005 dobrano wymiary wpustu bxh = 16x10 [mm] Wyznaczenie nacisków dopuszczalnych dla elementu „słabszego”. W projekcie koło zębate i wał zostały wykonane z tego samego materiału (stal 35). Naprężenie dopuszczalne na naciski powierzchniowe przyjmuje się w granicach (70 ÷ 90) MPa dla pary wpust wykonany z Stali 40 lub Stali 45 lub staliwo w zależności od jakości materiału elementu słabszego (czopa lub piasty). Przyjęto pdop = 75 MPa dla stali Stali 35. Obliczenie siły stycznej przenoszonej przez wpust: Obliczenie czynnej długości wpustu l0	pdop = 75 Mpa F =11066,54[N]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
	Dobór znormalizowanej długości wpustu Rzeczywista długość wpustu powiększona o szerokość b wynikającą z promieni zaokrągleń wyniesie 44,7 [mm] Z PN-70/M-85005 l1 = 45 [mm] Dobór długości czopa wału pod koło zębate. Długość czopa powinna być mniejsza od długości piasty przy czym odległość od odsadzenia i kolejnego skoku wału powinna być większa od b/2. Przyjęto odległość od odsadzenia a1 = 10 [mm], odległość od kolejnego skoku średnic wału a2 również 10 [mm]. Stąd całkowita długość czopa t1 = l1 +a1 +a2 =65 [mm]. Dobór średnicy odsadzenia Średnicę odsadzenia dobieramy z zależności D/d< 1,2 średnica ta powinna być z kolei większa od średnicy czopa o 15% stąd d2 = 1,15 * d1 = 1,15 * 55 [mm] = 63,25 [mm]. Przyjęto d2 = 65 [mm]. Dobór szerokości odsadzenia t2 Szerokość odsadzenia t3 przyjmuje się w zależności od układu pozostałych części wału wynikających z rozmieszczenia łożysk nie mniejszą jednak niż 0,1 * d2 Przyjęto t2 = 10 [mm]. Dobór szerokości piasty koła zębatego. Szerokość piasty koła zębatego powinna być większa od szerokości czopa ze względu na jego podparcie za pomocą tulei redukcyjnej. Przyjęto szerokość piasty tp = 70 [mm]	] tp = 70 [mm]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
	Obliczenie połączenia wpustowego pod sprzęgło Wyznaczenie średnicy wału pod wpust pod sprzęgłem Średnice wału pod wpust wyznacza się uwzględniając osłabienie wału wpustem z zależności: przyjęto średnicę wału pod wpustem d3= 35 [mm] zgodnie z szeregu czopów walcowych zgodnie z PN-89/M-85000 Dobór wymiarów wpustu z PN-70/M-85005 Z PN-70/M-85005 dobrano wymiary wpustu bxh = 10x8 [mm] Wyznaczenie nacisków dopuszczalnych dla elementu „słabszego” (tarcza sprzęgła stal 35). W projekcie tarcza sprzęgła i wał zostały wykonane z tego samego materiału (stal 35). Naprężenie dopuszczalne na naciski powierzchniowe przyjmuje się w granicach (70 ÷ 90) MPa dla pary wpust wykonany z Stali 40 lub Stali 45 - stal lub staliwo w zależności od jakości materiału elementu słabszego (czopa lub piasty). Przyjęto pdop = 75 MPa dla stali 35. Obliczenie siły stycznej przenoszonej przez wpust: Obliczenie czynnej długości wpustu l0	d3= 35[mm] pdop = 75 Mpa F =17390,28[N] l0=57,9[mm]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
F =17390,28[N]	Dobór znormalizowanej długości wpustu Rzeczywista długość wpustu powiększona o szerokość b wynikającą z promieni zaokrągleń wyniesie 66,4 [mm] Z PN-70/M-85005 l2 = 70 [mm Dobór długości czopa wału pod koło sprzęgło W przypadku czopów końcowych na które zostaje założona tarcza sprzęgła długość czopa dobiera się z PN-89/M-85000. Dla średnicy d3 = 35 [mm] długość czopów od­mia­­­­­ny długiej t3 = 70 [mm] co jest niewy­star­cza­ją­ce z uwagi na konieczność zachowania odle­gło­ści między wpustem a następnym skokiem średni­cy i końcem wału. W takim przypadku należy przyjąć najbliższą większą długość czopa zwiększając przy tym średnicę czopa do 40 [mm] zgodnie z PN-89/M-85000. Dla tej średnicy dobrano nowy wpust o wymiarach bxh = 10x8 [mm] i wykonano na nowo obliczenie wpustu. Obliczenie siły stycznej przenoszonej przez wpust: 14.9 Obliczenie czynnej długości wpustu l0 Dobór znormalizowanej długości wpustu Rzeczywista długość wpustu powiększona o szerokość b wynikającą z promieni zaokrągleń wyniesie 59,4 [mm] Z PN-70/M-85005 l2 = 65 [mm] Uwzględniając odległości rowka wpustowego od końca wału i od następnego skoku średnicy co najmniej b/2 a3 = a4 = 5 [mm] dobrano długość czopa t3 = 80 [mm] zgodnie z PN-89/M-85000 - czopy długie.	l2 = 70 [mm] F = 15216,5[N] l0=57,9[mm] l2 = 65 [mm] t3 = 80[mm]

Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
Ra = 3900[N]	Dobór łożysk tocznych W praktyce dobiera się dwa takie same łożyska dlatego łożysko obliczamy w tej podporze gdzie jest większa reakcja. Średnice wału pod łożyskiem dobrano d4 = 45 [mm] Dane dodatkowe: Żądana trwałość łożyska Lh = 24000 [h] Prędkość obrotowa n = 1200 [obr/min] Maksymalna temperatura pracy łożyska t = 120 [°C] Obliczenie nośności ruchowej łożyska Obliczenie współczynnika prędkości obrotowej Obliczenie współczynnika trwałości Dobór współczynnika temperatury Dla t< 150 [°C] ft = 1 Z PN-85/M-86100 dobierano łożyska kulkowe zwykłe 6309 o nośności ruchowej 53000 [N] dla którego: D = 100 [mm] B = 25 [mm] r = 1,5 [mm] da = 52 [mm] Da = 81 [mm]	Lh = 24000 [h] t = 120[°C]
Dane	Obliczenia i rysunki	Wyniki
	Długość i średnica stopnia wału pod łożysko i tuleję t4 = a + B/2 +2 - t1/2 = 142 [mm] Przyjęto długość stopnia wału t4 = 145 [mm] Wyznaczenie średnicy i długości stopnia wału pod pierścień uszczelniający Dobrano średnicę wału d5 = 40 [mm] Długość stopnia wału Przyjęto t5 = 75 [mm] Wyznaczenie średnicy wału i długości stopnia z prawej strony koła Średnicę wału przyjęto taką samą jak pod kołem zębatym d6 = 55 [mm] Długość stopnia wału Przyjęto t6 = 135 [mm] Wyznaczenie średnicy i długości końcowego stopnia wału (pod łożyskiem w podporze B) Średnica pod łożyskiem w podporze B jest taka sama jak w podporze A d7 = 45 [mm]. Długość stopnia końcowego wału t7 Dobór pierścienia gumowego uszczelniającego z lewej strony wału Dla d5 = 42 [mm]	t4=145[mm] t5=75[mm] t6=135[mm] t7=28[mm]

---