Projekt wału maszynowego.
Numer tematu 3/3.
F
A
B
x
D
l3
l1
l2
Dane
N = 4 kW,
n = 3000 obr/min,
F = 9000 N,
l1 = 200 mm,
l2 =120 mm,
l3 =120 mm,
D = 220 mm.
Obliczmy moment skręcający Ms N
M = 9550
[N ⋅ m]
s
n
4
M = 9550
= 12,73333[N ⋅ m]
s
3000
Obliczamy siłę P
D
M = P
s
2
2M
P
s
=
[N ]
D
2 ⋅
,
12 73333
P =
= 115,7576
,
0 22
P =
[
116 N ]
Obliczamy reakcje podpór i momenty gnące w płaszczyźnie XY.
x
YA
BY
R
F
R
y
∑F = 0 ⇔
R
− F + R
= 0
Y
AY
BY
M
= 0 ⇔
− Fl + R l = 0
∑ AZ
3
BY 1
Fl3
R
=
BY
l1
R
= F − R
AY
BY
9000 ⋅ 12
,
0
R
=
= 5400[N]
BY
,
0 2
R
= 9000 − 5400 = 3600[N]
AY
M
x = R x
−F x − l
+R
x − l
WY (
)
l3
|
l
l
AY
0
(
3 ) 1
|l
BY (
1 ) 2
|
3
1
l
4 5 0
Y
( 0 .1 2 ; 4 3 2 )
W
M
3 0 0
1 5 0
0
0 ,0 0
0 ,0 5
0 ,1 0
0 ,1 5
0 ,2 0
0 ,2 5
0 ,3 0
x
Obliczamy reakcje podpór i momenty gnące w płaszczyźnie XZ.
x
Z
BZ
AR
R
P
z
F = 0 ⇔
R
− R + P = 0
∑ Z
AZ
BZ
∑M = 0 ⇔ − R l + Pl = 0
BZ
AZ 1
2
Pl2
R
=
AZ
l1
R
= R + P
BZ
AZ
116 ⋅ 12
,
0
R
=
= 69,6[N]
AZ
,
0 2
R
= 7 [
0 N ]
AZ
R
= 116 + 70 = 186[N]
BZ
M
x = R
x
−R
x − l
WZ (
)
1
|l
l
AZ
0
BZ (
1 ) 2
| 1l
1 5
Z
W
(0 .2 ; 1 4 )
M
1 0
(0 .1 2 ; 8 .4 )
5
0
x
0 ,0 0
0 ,0 5
0 ,1 0
0 ,1 5
0 ,2 0
0 ,2 5
0 ,3 0
Obliczamy wypadkowe reakcje na podporach.
R
WA
Z
AR
RAY
R
=
+
WA
(RAY )2 (RAZ )2
R
=
+
=
WA
(3600)2 (70)2 3600,68
R
=
[
601
3
N ]
WA
R
WB
BZR
RBY
=
+
WB
(RBY )2 (RBZ )2
R
=
+
=
WB
(5400)2 (186)2 5403,202
R
=
[
404
5
N ]
WB
Obliczamy siły zastępcze, potrzebne do dobrania łoŜysk P
= R ⋅ f
WA
WA
d
P
= 3601⋅ ,
1 2 = 4321,2
WA
P
=
[
4322 N ]
WA
P
= R ⋅ f
WB
WB
d
P
= 5404 ⋅ ,
1 2 = 6484,8
WB
P
=
[
6485 N ]
WB
Obliczamy wypadkowe momenty gnące.
2
M
=
+
WG (x )
(MWY (x)
(MWZ (x) 2
x [m]
0
0,12
0,2
0,32
MWY [Nm]
0
432
0
0
MWZ [Nm]
0
8,4
14
0
MWG [Nm]
0
432,0817
14
0
Zastępcze wartości napręŜeń w przypadku przewagi napręŜeń normalnych otrzymujemy z zaleŜności 2
σ = σ +
z
(ατ )2
Warunki wytrzymałościowe, gdy M
≥
WG MS mają postać
2
1
α
2
σ =
M
+
M
k
z
WG
s
≤
Wx
2
g
2
α
2
M
= M
+
M
Z
WG
s
2
Przyjmujemy α/2=0.75,kg=80, a zatem d 10M ZST
d ≥ 3
k g
x [m]
0
0,12
0,2
0,32
MWG [Nm]
0
432,0817
14
0
MZST [Nm]
9,55
432,1872 16,94705
9,55
d [m]
0,010608 0,037803 0,012843 0,010608
,