Podstawy konstrukcji maszyn

Zadanie domowe nr 12

OCENA………

Zadanie

Skonstruować wał, na którym osadzone są koła zębate I i II (o zębach prostych) o średnicach d₁=250mm i d₂=200mm. Siła obwodowa na kole II wynosi P₂. Rozkład sił pokazano na rysunku

Dane:

l₁=100mm

l₂=200mm

l=500mm

P₂ =300kN

α₁=90º

α2=180º

materiał: stal 18G2

na podst. Poradnika mechanika:

k_go=56Mpa

k_sj=61MPa

Etapy projektowania wału:

1. Wyznaczenie sił czynnych i biernych działających na wał

2. Obliczenia wartości momentów gnących, skręcających i zastępczych dla punktów przyłożenia sil zewnętrznych i punktów podparcia

3. Obliczenie średnic wałów w poszczególnych przekrojach

4. Wykonanie obliczeń sprawdzających i uzupełniających

Ad 1. Wyznaczenie sił czynnych i biernych działających na wał

a) w płaszczyźnie yx

b) w płaszczyźnie zx

Ad 2. Obliczenia wartości momentów gnących, skręcających i zastępczych dla punktów przyłożenia sil zewnętrznych i punktów podparcia

Obliczam wartość siły P₁ z warunku równowagi momentów skręcających występujących między kołami zębatymi.

Wypadkowe momenty gnące pod kolami zębatymi

I.

II.
- jest to moment decydujący (M_Gmax)

Ad 3. Obliczenie średnicy wału

Ponieważ Mg<2Ms, momenty zastępcze w punktach B i C

Biorąc pod uwagę maksymalny moment zastępczy w punkcie C, obliczam minimalną średnicę wału pod kołami zębatymi, która wynosi:

Ad 4. Obliczenia wytrzymałościowe

Dla średnicy d=192,1mm jest spełniony warunek wytrzymałościowy, jednak minimalną średnicę wału przyjmuję na podst. obliczeń wytrzymałościowych, przekształcając wzór:

Przyjmuję jednolitą znormalizowaną średnicę wału d=30mm

Wojskowa Akademia Techniczna w Warszawie

Wydział Mechatroniki

Marcin Mierzejewski gr. A7X4S1 - poprawa

4

4

4

---