Dane | Obliczenia i szkice | Wyniki |
---|---|---|
a=50mm b=90mm c=170mm d=90mm r1=75mm r2=140mm α=45o P1=4000N P1r=1450N P1w=0 P2=4100N P2r=1500N P2w=2150N Ms=274000Nmm |
1.Schemat sił obciążających wał |
|
Rm=660 MPa Re=360 MPa Zgo=280 Zgj=480 Zso=170 Zsj=340 Zgo=280 MPa Xz=4 |
2.Materiał i obróbka cieplna Stal C45, twardość 241HB w stanie surowym 2.1 Dopuszczalne naprężenie na obustronne zginanie
|
kgo=70 MPa |
b=90 mm c=170 mm d=90 mm r2=140 mm α=45o P1=4000 N P1r=1450 N P1w=0 P2=4100 N P2r=1500 N P2w=2150 N P1x=2828,4 N P1y=2828,4 N P1rx=1025,3 N P1ry=1025,3 N |
3.Obliczenie reakcji w podporach P1x=cos α · P1=2828,4[N] P1y=sin α · P1=2828,4[N] P1rx=sin α · P1=1025,3[N] P1ry=cos α · P1=1025,3[N] 3.1 Obliczenie reakcji w podporach w płaszczyźnie XOZ 3.2Obliczenie reakcji w podporach w płaszczyźnie YOZ |
P1x=2828,4 N P1y=2828,4 N P1rx=1025,3 N P1ry=1025,3 N RAX=3917,06 N RBX=4036.67 N RBY=-2437,96 N RAY=-865,18 N |
RAX=3917,06 N RBX=4036.67 N RBY=2437,96 N RAY=865,18 N |
4. Obliczenie wypadkowych sił reakcji w podporach | RA=4011,47 N RB=4494,60 N |
5. Obliczenie momentów gnących W obliczaniach momentów gnących nie bierzemy pod uwagę odcinka a=50mm. X ϵ 0-350 odpowiada wartością na osi Z ϵ 40-390 5.1 Obliczenie momentów gnących w płaszczyźnie XOZ 5.2 Obliczenie momentów gnących w płaszczyźnie YOZ 5.3 Obliczenie wypadkowych momentów gnących Mg
Wyniki zostały zestawione w tabeli nr1 |
||
Ms=274000Nmm P1=4000 N P2=4100 N r1=75 mm r2=140 mm |
6. Obliczenie momentów skręcających Ms1= P1· r1=300000[Nmm] Ms2=P2·r2=574000[Nmm] 274000+300000-574000=0 |
Ms1=300000Nmm Ms2=574000Nmm |
7. Obliczenie momentów zredukowanych
Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli nr1 |
||
kgo=70 MPa | 8. Obliczenie teoretycznej linii przekrojów wału
Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli nr 1 Obrys teoretycznej linii przekrojów zamieszczony został na końcu projektu. |
|
P1w=0 N P2w=2150 N RA=4011,47 N RB=4494,60 N |
9. Dobór łożysk 9.1 Obliczenie sił działających w łożysku w podporach wału Wypadkowa siła wzdłużna działająca na łożyska: W praktyce dobiera się dwa takie same łożyska dlatego łożysko obliczamy w tej podporze gdzie jest większa reakcja. Średnice wału pod łożyskiem dobrano dł = 45 [mm] Dane dodatkowe: Żądana trwałość łożyska Lh = 10000 [h] Prędkość obrotowa n = 1200 [obr/min] q - wykładnik uzależniony od elementu tocznego dla łożyska kulkowego q=3 C - nośność dynamiczna P - obciążenie łożyska Zakładam: P=RAmax Z katalogu łożysk tocznych, dobieram łożysko stożkowe o oznaczeniu 32009 Parametry i wymiary łożyska: - d=45 [mm] - D=75 [mm] - B=15.5[mm] -T=20[mm] - nośność dynamiczna C=57500 [N] - nośność statyczna Co= 76500 [N] -e=0.39 9.2 Sprawdzenie łożysk Sprawdzenie warunku: Warunek został spełniony, więc łożyska zostały dobrane odpowiednio |
Fa=2150 N |
dC=44,39 mm dD=44,56 mm dE=32,20 mm |
10. Obliczenie połączenia wpustowego pod piasty kół zębatych i sprzęgła
Średnice wału pod wpust wyznacza się uwzględniając osłabienie wału wpustem z zależności: Przyjęto średnicę wału pod połączenie wpustowe
Przyjęto średnicę wału pod sprzęgło dErz=36mm 10.3 Obliczenie wymiarów piasty koła zębatego 10.4 Obliczenie siły stycznej przenoszonej przez wpust pod koło zębate a punkcie C i D: Dobór wpustu wgPN-70/M-85005 Dobieram wpust pryzmatyczny b*h=16*10
Materiał wpustu stal St315 Przyjmuję lk=70 [mm] 10.6 Obliczenie siły stycznej przenoszonej przez wpust pod sprzęgło: Dobór wpustu wgPN-70/M-85005 Dobieram wpust pryzmatyczny b*h=10*8 10.7 Obliczenie czynnej długości wpustu Przyjmuję długość wpustu 48mm |
dCrz=dDrz=50 mm dErz=36 mm Lp=80 mm g=14 mm Dp=78 mm Fk=22960 N lk=70 mm Fs=15222,22 N ls=48 mm |
Tabela nr 1
l | Mgy [Nmm] | Mgx [Nmm] | Mg [Nmm] | Ms [Nmm] | Mz [Nmm] | d [mm] |
---|---|---|---|---|---|---|
0 | 0 | 274000 | 229244,8 | 32,20 | ||
10 | 0 | 274000 | 229244,8 | 32,20 | ||
20 | 0 | 274000 | 229244,8 | 32,20 | ||
30 | 0 | 274000 | 229244,8 | 32,20 | ||
40 | 0 | 274000 | 229244,8 | 32,20 | ||
50 | 0 | 0 | 0 | 274000 | 229244,8 | 32,20 |
60 | -39170,6 | 8651,8 | 40114,7 | 274000 | 232728,1 | 32,36 |
70 | -78341,2 | 17303,6 | 80229,41 | 274000 | 242878,5 | 32,82 |
80 | -117512 | 25955,4 | 120344,1 | 274000 | 258912,9 | 33,53 |
90 | -156682 | 34607,2 | 160458,8 | 274000 | 279821,8 | 34,41 |
100 | -195853 | 43259 | 200573,5 | 274000 | 304602,9 | 35,40 |
110 | -235024 | 51910,8 | 240688,2 | 274000 | 332391,4 | 36,44 |
120 | -274194 | 60562,6 | 280802,9 | 274000 | 362496,2 | 37,51 |
130 | -313365 | 69214,4 | 320917,6 | 274000 | 394387,3 | 38,58 |
140 | -352535 | 77866,2 | 361032,3 | 274000 | 427665,2 | 39,63 |
140 | -352535 | 77866,2 | 361032,3 | 574000 | 600814,1 | 44,39 |
150 | -353169 | 68486,8 | 359747,9 | 574000 | 600043,1 | 44,37 |
160 | -353802 | 59107,4 | 358705,4 | 574000 | 599418,7 | 44,36 |
170 | -354435 | 49728 | 357906,8 | 574000 | 598941,1 | 44,34 |
180 | -355069 | 40348,6 | 357353,8 | 574000 | 598610,8 | 44,34 |
190 | -355702 | 30969,2 | 357047,5 | 574000 | 598428,1 | 44,33 |
200 | -356335 | 21589,8 | 356988,6 | 574000 | 598392,9 | 44,33 |
210 | -356969 | 12210,4 | 357177,3 | 574000 | 598505,5 | 44,33 |
220 | -357602 | 2831 | 357613 | 574000 | 598765,6 | 44,34 |
230 | -358235 | -6548,4 | 358294,9 | 574000 | 599173,2 | 44,35 |
240 | -358868 | -15927,8 | 359221,7 | 574000 | 599727,8 | 44,36 |
250 | -359502 | -25307,2 | 360391,4 | 574000 | 600429,1 | 44,38 |
260 | -360135 | -34686,6 | 361801,6 | 574000 | 601276,6 | 44,40 |
270 | -360768 | -44066 | 363449,6 | 574000 | 602269,7 | 44,43 |
280 | -361402 | -53445,4 | 365332,1 | 574000 | 603407,6 | 44,45 |
290 | -362035 | -62824,8 | 367445,5 | 574000 | 604689,5 | 44,49 |
300 | -362668 | -72204,2 | 369786 | 574000 | 606114,6 | 44,52 |
310 | -363302 | -81583,6 | 372349,1 | 574000 | 607681,7 | 44,56 |
310 | -363302 | 219416,4 | 424419,1 | 0 | 424419,1 | 39,53 |
320 | -323935 | 195037 | 378118 | 0 | 378118 | 38,04 |
330 | -284568 | 170657,6 | 331817,8 | 0 | 331817,8 | 36,42 |
340 | -245201 | 146278,2 | 285518,9 | 0 | 285518,9 | 34,64 |
350 | -205835 | 121898,8 | 239222,2 | 0 | 239222,2 | 32,66 |
360 | -166468 | 97519,4 | 192929,1 | 0 | 192929,1 | 30,40 |
370 | -127101 | 73140 | 146643,1 | 0 | 146643,1 | 27,74 |
380 | -87734,6 | 48760,6 | 100374,1 | 0 | 100374,1 | 24,45 |
390 | -48367,9 | 24381,2 | 54165,46 | 0 | 54165,46 | 19,90 |
400 | -9001,2 | 1,8 | 9001,2 | 0 | 9001,2 | 10,94 |
Zarys teoretyczny średnicy wałka