Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
a=70mm b=120mm c=60mm r1=110mm r­­2=125mm P1=5000N Pr1=2180N Pw1=0 P2=4400N Pr2=1600N Pw2=1500N n=1440obr/min T= 4 lata 3 zmiany 70% efektywnej pracy Zgo=280MPa xz=4	Temat Dobór materiału. Dobrano stal 45 w stanie normalizowanym o własnościach: Rm=640MPa Re=360MPa Zgo=280MPa Zsj=340MPa Zso=170MPa Qs=260MPa Ponieważ jest to stal konstrukcyjna węglowa wyższej jakości najczęściej stosowana na wały, koła zębate, śruby napędowe. Obliczenie dopuszczalnego naprężenia na obustronne zginanie.	Rm=640MPa Re=360MPa Zgo=280MPa Zsj=340MPa Zso=170MPa Qs=260MPa kgo=70MPa

Projekt nr.1

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
P1=5000N Pr2=1600N Pw2=1500N a=70mm b=120mm c=60mm r­­2=125mm Pr1=2180N P2=4400N a=70mm b=120mm c=60mm	Obliczenie sił reakcji w podporach. Schemat obciążenia w płaszczyźnie XOZ 2.1. Obliczenie sił reakcji w podporach w płaszczyźnie XOZ Schemat obciążenia w płaszczyźnie YOZ 2.2. Obliczenie sił reakcji w podporach w płaszczyźnie YOZ	RAX=4734N RBX=1866N RAY=2625,6N RBY=3954,4N

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
RAX=4734N RBX=1866N RAY=2625,6N RBY=3954,4N P1=5000N Pr2=1600N Pw2=1500N a=70mm b=120mm c=60mm r­­2=125mm	2.3.Obliczenie wypadkowych sił reakcji w podporach 3.Obliczenie momentów 3.1.Obliczenie momentów gnących w płaszczyźnie XOZ Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli oraz przedstawiono na wykresie nr2.	RA=5413,37N RB=4372,55N

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
Pr1=2180N P2=4400N a=70mm b=120mm c=60mm P1=5000N r­­1=110mm Zgo=280MPa Zsj=340MPa	3.2.Obliczenie momentów gnących w płaszczyźnie YOZ. Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli oraz przedstawiono na wykresie nr 3. 3.3.Obliczenie wypadkowego momentu gnącego. Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli oraz przedstawiono na wykresie nr 5. 3.4.Obliczenie momentu skręcającego. Wyniki obliczeń przedstawiono na wykresie nr 1. 3.5.Obliczenie momentu zredukowanego 3.5.1. Obliczenie współczynnika α	Ms= α=0,42

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
kgo=70MPa	3.5.2. Obliczenie momentu zredukowanego Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli oraz przedstawiono na wykresie nr 4. 4.Obliczenie średnicy teoretycznej Wyniki obliczeń zestawiono w tabeli nr 1 Tabela momentów gnących, momentów zredukowanych, średnic teoretycznych przedstawiona została na następnej stronie.

	Z[mm]	Ms [Nmm]	Mgx [Nmm]	Mgy [Nmm]	Mgw [Nmm]	Mz [Nmm]	dteor [mm]
	0	0	0	0	0	0	0
5	0	13128	23670	27066,83	27066,83	15,69567
10	0	26256	47340	54133,66	54133,66	19,7753
15	0	39384	71010	81200,49	81200,49	22,63707
20	0	52512	94680	108267,32	108267,32	24,91532
25	0	65640	118350	135334,15	135334,15	26,83921
30	0	78768	142020	162400,98	162400,98	28,52092
35	0	91896	165690	189467,81	189467,81	30,02473
40	0	105024	189360	216534,64	216534,64	31,39133
45	0	118152	213030	243601,47	243601,47	32,6483
50	0	131280	236700	270668,3	270668,3	33,81529
55	0	144408	260370	297735,13	297735,13	34,90685
60	0	157536	284040	324801,96	324801,96	35,93411
65	0	170664	307710	351868,79	351868,79	36,90577
70	0	183792	331380	378935,62	378935,62	37,82879
70	550000	183792	331380	378935,62	378935,75	39,87443
75	550000	186020	330050	378862,04	378862,16	39,87255
80	550000	188248	328720	378806,21	378806,34	39,87112
85	550000	190476	327390	378768,16	378768,29	39,87015
90	550000	192704	326060	378747,88	378748,01	39,86963
95	550000	194932	324730	378745,37	378745,5	39,86957
100	550000	197160	323400	378760,64	378760,77	39,86996
105	550000	199388	322070	378793,69	378793,82	39,8708
110	550000	201616	320740	378844,51	378844,63	39,8721
115	550000	203844	319410	378913,08	378913,21	39,87385
120	550000	206072	318080	378999,41	378999,54	39,87606
125	550000	208300	316750	379103,49	379103,61	39,87872
130	550000	210528	315420	379225,28	379225,41	39,88184
135	550000	212756	314090	379364,79	379364,92	39,8854
140	550000	214984	312760	379521,99	379522,11	39,88942
145	550000	217212	311430	379696,85	379696,98	39,89389
150	550000	219440	310100	379889,36	379889,48	39,89881
155	550000	221668	308770	380099,48	380099,61	39,90418
160	550000	223896	307440	380327,19	380327,32	39,91
165	550000	226124	306110	380572,46	380572,59	39,91627
170	550000	228352	304780	380835,25	380835,37	39,92298
175	550000	230580	303450	381115,52	381115,65	39,93014
180	550000	232808	302120	381413,24	381413,37	39,93775
185	550000	235036	300790	381728,37	381728,49	39,94579
190	550000	237264	299460	382060,86	382060,98	39,95428
190	0	237264	111960	262353,29	262353,29	33,46541
195	0	217492	102630	240490,51	240490,51	32,50873
200	0	197720	93300	218627,74	218627,74	31,49216
205	0	177948	83970	196764,97	196764,97	30,40534
210	0	158176	74640	174902,19	174902,19	29,23473
215	0	138404	65310	153039,42	153039,42	27,96201
220	0	118632	55980	131176,64	131176,64	26,56151
225	0	98860	46650	109313,87	109313,87	24,99534
230	0	79088	37320	87451,096	87451,096	23,20362
235	0	59316	27990	65588,322	65588,322	21,08189
240	0	39544	18660	43725,548	43725,548	18,41673
245	0	19772	9330	21862,774	21862,774	14,61736
250	0	0	0	0	0	0

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
d1=45mm d2=55mm Mgw1=378,9Nm Mgw4=262,4Nm a=70mm b=120mm c=60mm a=70mm b=120mm c=60mm	4.1 Obliczanie średnicy rzeczywistej wału. Średnicę wału w miejscu w którym zostanie wykonany wpust zwiększono o 30% d=39,93775mm d2=39,93775*0,3+39,93775=51,91mm Ale średnice wałów współpracujących z innymi zespołami jest znormalizowana wiec przyjęto d2=55mm Kolejne średnice obliczono wg zasady: stąd d1=45mm d3=64mm Obliczenia strzałki ugięcia 5.1.1. Obliczenie współczynnika sztywności Za sztywność zastępczą przyjęto 5.1.2.Obliczenie wartości obciążenia wtórnego w charakterystycznych punktach. 5.1.3. Obliczenie poszczególnych pól obciążeń wtórnych. 5.1.4. Obliczenie współrzędnych środków ciężkości poszczególnych pól obciążeń wtórnych.	d2=55mm d1=45mm d3=64mm

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
a=70mm b=120mm c=60mm a=70mm b=120mm c=60mm	5.1.5 Obliczenie wtórnych sił reakcji 5.2. Schemat obciążenia zastępczego 5.3.Obliczenie wtórnego momentu zginającego

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
Ms=550000Nmm d =55mm kn=100MPa h=10mm Fo=20000N lo=40mm b=16mm	5.3.1 Obliczenie maksymalnego momentu wtórnego Moment maksymalny równy dla z=141mm 5.4. Obliczenie strzałki ugięcia Obliczenie wpustów 6.1.Obliczenie siły obwodowej 6.2.Dobrano wymiary b i h wg PN-70/M-85005 b=16mm h=10mm 6.3.Przyjęto dopuszczalne naprężenia na docisk dla połączenia spoczynkowego kn=100MPa 6.4.Obliczenie czynnej długość wpustu 6.5.Obliczenie całkowitej długość wpustu l=lo+b=40+16=56mm 6.6. Dobrano wpust pryzmatyczny A 16x10x63 wg PN-70/M-85005	f=0,06mm Fo=20000N b=16mm h=10mm kn=100MPa lo=40mm

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
e=0,34 RA=5,4134kN RB=4,3726kN SA= SB= Pw2=1,5kN V=1 PwA=2,734kN RA=5,4134kN V=1 PwB=1,234kN RB=4,3726kN	Dobór łożysk 7.1.Wstępnie dobrano łożyska stożkowe 30309, dla których: d=45mm B=25mm R2=1,5mm Co=132kN D=100mm b=22mm a=21mm e=0,34 T=27,25mm R1=2mm C=106kN Y=1,74 7.2.Obliczenia dodatkowej siły wzdłużnej 7.3.Obliczenie wielkości sił wzdłużnych w podporach Ponieważ łożyska są w układzie „X”, oraz SA>SB i Pw2>( SA-SB) PwA =SB+Pw2=1,2339+1,5=2,7339kN PwB=SB=1,2339kN 7.4. Obliczenie stosunku siły wzdłużnej do poprzecznej w podporach A i B 7.4.1. Wyznaczenie wartości współczynnika V V=1 - ponieważ obraca się wał Obliczenie stosunku siły wzdłużnej do poprzecznej w podporze A Obliczenie stosunku siły wzdłużnej do poprzecznej w podporze B	d=45mm D=100mm T=27,25mm B=25mm b=22mm R1=2mm R2=1,5mm a=21mm C=106kN Co=132kN e=0,34 Y=1,74 SA= SB= PwA=2,7339kN PwB=1,2339kN V=1

Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
e=0,34 e=0,34 XA=0,4 YA=1,74 ft=1 fd=1,2 PwA=2,734kN RA=5,4134kN XB=1 YB=0 ft=1 fd=1,2 PwB=1,234kN RB=4,3726kN T= 4 lata 3 zmiany 70% efektywnej pracy	7.5. Wyznaczenie współczynników X i Y Wyznaczenie współczynników X i Y w podporze A stąd XA=0,4 i YA=1,74 Wyznaczenie współczynników X i Y w podporze B stąd XB=1 i YB=0 Obliczenie obciążenia zastępczego dla łożysk w podporach A i B Dobór współczynników ft i fd ft=1 - ponieważ założono, że łożyska będą pracować w temperaturze poniżej 150°C fd=1,2- ponieważ założono normalną pracę z możliwością przeciążeń do 50% Obliczenie obciążenia zastępczego w podporze A Obliczenie obciążenia zastępczego w podporze B Ponieważ założono jednakowe łożyska dalsze obliczenia prowadzone będą dla większej wartości obciążenia zastępczego PA=8,31kN Obliczenie liczby godzin pracy łożyska Lh=liczba lat pracy ⋅ 365 ⋅ efektywny czas pracy= =4⋅365⋅0,7⋅24=24528h	XA=0,4 YA=1,74 XB=1 YB=0 ft=1 fd=1,2 PA=8,31kN PB=5,247kN Lh=24528h
Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
n=1440obr/min Lh=24528h PA=8,31kN Cobl=82,69kN C= 106kN MgA-A=379,97Nm d=55mm Ms=550Nm d=55mm	Obliczenie nośności dynamicznej łożyska Wartość wykładnika dla łożysk wałeczkowych Obliczenie nośności Sprawdzenie poprawności doboru łożysk Ponieważ C>Cobl łożyska zostały dobrane poprawnie. 8.Obliczenia zmęczeniowe 8.1. Określenie niebezpiecznego przekroju Wartości momentów w przekroju A-A MgA-A=379,97Nm Ms=550Nm 8.2. Obliczenie amplitudy naprężeń dla obustronnego zmiennego cyklu naprężeń gnących w przekroju A-A 8.3.Obliczenie naprężenia średniego τm równego amplitudzie τa dla jednostronne zmiennego cyklu skręcającego w przekroju A-A	Cobl=82,69kN MgA-A=379,97Nm Ms=550Nm
Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
ρm=0,55mm ρk=2,5mm D=64mm d=55mm ρ=3,05mm	8.4. Obliczenia promienia zaokrąglenia dna karbu 8.4.1. Wartość minimalnego promienia zaokrąglenia ρm=0,55mm - odczytano z wykresu 8.4.2 Obliczenie całkowitego promienia zaokrąglenia ρ=ρk+ρm=2,5+0,55=3,05mm 8.5. Obliczenie stosunków i 8.6. Dla stosunków i odczytano z wykresów wartości współczynników. współczynnik kształtu dla zginania współczynnik kształtu dla skręcania współczynnik wrażliwości na karb współczynnik stanu powierzchni dla zginania współczynnik stanu powierzchni dla skręcania 8.7. Dla współczynników αkg i αks odczytano odpowiednio współczynniki wielkości przedmiotu 8.8. Obliczenie wartości współczynnika spiętrzenia naprężeń β 8.8.1. Obliczenie wartości współczynnika spiętrzenia naprężeń β dla zginania. 8.8.2. Obliczenie wartości współczynnika spiętrzenia naprężeń β dla skręcania.	ρm=0,55mm ρ=3,05mm
Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
Zgo=280MPa Zso=170MPa Zsj=340MPa Qs=260MPa xzg=4,2 xzs=6,5	8.9.Obliczenie zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa dla cyklu symetrycznego zginania 8.10. Obliczenie zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa dla skręcania. Ponieważ 8.11. Obliczenie rzeczywistego zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa dla wału 8.12. Obliczenie wymaganego zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa dla wału 8.12.1. Wyznaczenie składowych wymaganego zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa. δ1=1,5 - współczynnik pewności dla obliczeń o zwykłej dokładności i dla znanego gatunku stali. δ2=1,2 - współczynnik ważności przedmiotu dla części, której zniszczenie spowoduje uszkodzenie maszyny. δ3=1,1 - współczynnik jednorodności dla materiału walcowanego δ4=1,1 - współczynnik zachowania wymiarów	xzg=4,2 xzs=6,5 xz=3,53
Dane	Obliczenia i szkice	Wyniki
ၤ1=1,5 ၤ2=1,2 ၤ3=1,1 ၤ4=1,1 xz=3,53 ၤwz=2,178	8.12.2. Obliczenie wymaganego zmęczeniowego współczynnika bezpieczeństwa dla wału ၤwz= ၤ1⋅ ၤ2⋅ ၤ3⋅ ၤ4=1,5⋅1,2⋅1,1⋅1,1=2,178 8.13. Określenie bezpieczeństwa wału. Ponieważ xz>ၤwz więc wytrzymałość wału jest dostateczna, Wał może pracować bezpiecznie	ၤwz=2,178

Wykres nr 2

Wykres nr 5

Wykres nr 3

Wykres nr 4

Wykres 1

y

z

y

x

P_w1

P_w2

P₁

P_r1

P_r2

P₂

b

a

c

r₁

r₂

c

a

b

P_w2

P₁

z

x

P_r2

R_BX

R_AX

A

B

B

A

R_AY

R_BY

P₂

c

a

b

B

Pr₁

z

y

A

R_AX

R_BX

P_r2

c

a

b

P_w2

P₁

z

x

B

A

R_AY

R_BY

P₂

c

a

b

Pr₁

z

y

---