Привод к лебедке

Из уравнения (115)

Rах = ( - Ft1 × L3 - Fм × (L2 + L3 + L1)) / (L2 + L3)

Rах = (-0,521 × 80 - 0,428 × 260) /160 = - 0,96 кН

Тогда

Rвx = - Rаx - Ft1 - Fм = 0,96 - 0,521 - 0,428 = 0,011 кН.

Rвy = Fr1 - Rаy = 0,75 - 0,015 = 0,735 кН.

M1x = Rау × L2 = 0,015 × 80 = 1,2 Нм;

M1x/ = Rаy × L1 + Fа1 × d1 /2 = 1,2 + 2,06 × 5

6/2 = 58,88 Нм

Mау = - Fм × L1 = 0,428 ×100 = - 42,8 Нм

M1у = - Fм × (L1 + L2) - Rах × L2 = - 0,428 × 180 + 0,96 × 80 = - 0,24 Нм

Ra = = = 2,27 кН

Rв = == 0,74 кН

Mмакс = == 58,9 Нм

Тихоходный вал.

Исходные данные Ft2 = 2,06 кН; Fr2 = 0,75 Н; Fа2 = 0,521 Н; Ft3 = 4,2 кН; Fr3 = 1,56 кН; Fа3 = 0,96 кН; L1 = 40 мм; L2 = 40 мм; L3 =100 мм; d2 = 224 мм; d3 = 101,5 мм.

∑Fx = 0; Rсx + Rдx + Ft2 + Ft3 = 0, (115)

∑Fy = 0; Rсy + Rдy - Fr3 + Fr2 =0, (116)

∑Fz = 0; Fа3 - Fа2 - Rсz = 0,Rсz = Fа3 - Fа2 = 0,96 - 0,521 = 0,439 кН

∑Mдx = 0; Rсy × (L2 + L1) + Fr2 × L2 + Fr3 × L3 + Fа2 × d2 /2 + Fа3 × d3 /2 = 0, (117)

∑Mдy= 0; - Rсx × (L2 + L1) - Ft2 × L2 + Ft3 × L3 = 0, (118)

Из уравнения (117)

Rсy = - (Fr2 × L2 + Fr3 × L3 + Fа2 × d2 /2 + Fа3 × d3 /2) / (L2 + L1)

Rсy = - (0,75 × 40 + 1,56 × 100 + 0,521 × 224/2 + 0,96 × 101,5/2) / (40 + 40) = - 3,66 кН

Из уравнения (118)

Rсх = ( - Ft2 × L2 + Ft3 × L3) / (L2 + L1),

Rсх= (-2,06 × 40 + 4,2 × 100) /80 = 4,22 кН

Тогда

Rдx = - (Rсx + Ft2 - Ft3) = - (4,22 + 2,06 - 4,2) = - 2,08 кН

Rдy = Fr3 - Fr2 - Rсy = 1,56 - 0,75 + 3,66 = 4,47 кН

M1x = Rсу × L1 = - 3,66 × 40 = - 146,4 Нм

M1x/ = Rсy × L1 + Fа2 × d2 /2 = - 146,4 + 0,521 × 24/2 = - 88 Нм

Mдx = Rсy × (L2 + L1) + Fr2 × L2 + Fа2 × d2 /2 = - 3,66 × 80 + 0,75 × 40 + 0,521 × 40/2 = - 252,38 Нм

M2x = - Fа3 × d3 /2 = - 0,96 × 101,5/2 = - 48,72 Нм

M1у = - Rсх × L1 = - 4,22 × 40 = - 168,8 Нм

Mду = - Rсx × (L2 + L1) - Ft2 × L2 = - 4,22 × 80 - 2,06 × 40 = - 420 Нм

M2у = 0,Rс = == 5,6 кН

Rд = == 4,93 кН

Mмакс = = = 490 Нм

Mк = 444,31 Нм

11. Проверочный расчет валов

Пределы выносливости в расчетном сечении вала (σ-1) d и (τ - 1) d, Па определяем по формуле

(σ-1) d = σ-1/ (К σ) d, (119)

(τ - 1) d = τ - 1/ (К τ) d, (120)

где σ-1 и τ - 1 - пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и

кручения, Па; для материала Ст 20 σ-1 = 260 МПа, τ - 1 = 150,8 МПа.

Коэффициенты концентрации нормальных напряжений К σ) d и касательных напряжений (К τ) d для расчетного сечения вала определяем по формуле

(К σ) d = ( (К σ / К d ) + К F - 1) /Ку, (121)

(К τ) d = ( (К τ/ К d ) + К F - 1) /Ку, (122)

где К σ и К τ - эффективные коэффициенты концентрации напряжения, К σ = 1,55 и К τ = 1,4

Кd - коэффициент влияния абсолютных размеров поперечного сечения, Кd = 0,88

Ку - коэффициент влияния поверхностного упрочнения, Ку = 1,25

К F - коэффициент, К F = 1,05.

Коэффициенты определяем по т.11.2 - 11.5 с.257 [1] э

(К σ) d = ( (1,55/0,88) + 1,05 - 1) /1,25 =1,45

(К τ) d = ( (1,4/ 0,82 ) + 1,05 - 1) /1,25 = 1,4

Подставляем найденные значения в формулу (119) и (120)

(σ-1) d = 260 /1,45 = 179,31 Н/мм 2

(τ - 1) d = 150,8/1,4 =107,71 Н/мм 2

Определим нормальные и касательные напряжения в опасных сечениях вала и коэффициент запаса прочности в опасном сечении:

σ = Ммакс × 10 3/Wнетто, (123)

τ = Мк × 10 3/ 2 × Wrнетто, (124)

где Ммакс - максимальный изгибающий момент в рассматриваемом сечении вала, Нм, Мк - крутящий момент, Нм

Осевой момент сопротивления сечения вала Wнетто, мм 3 определяем по формуле

Wнетто = 0,2 × D 3, (125)

Общий коэффициент запаса прочности в опасном сечении S, определяем по формуле

S = ≥ [S] = 1,6……2, (126)

Коэффициент запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям Sσ и S τ определяем по формуле

Sσ = σ-1/σ, (127)

S τ = τ - 1/τ (128)

Быстроходный вал:

Ммакс = 58,9 Нм, Мк = 14,59 Нм, минимальный диаметр вала D = 20 мм

Подставляем значения в формулу (123) и (124)

σ = 58,9 × 10 3/0,2 × 20 3 = 36,81 Н/мм 2

τ = 14,59 × 10 3/ 2 × 0,1 × 20 3 = 9,11 Н/мм 2

Найденные значения подставляем в формулу (127) и (128)

Sσ = 179,31 /36,81 = 4,87

S τ = 107,71 /9,11 = 11,82

Тогда по формуле (126)

S = = 4,5 ≥ [S] = 2

Тихоходный вал:

Ммакс = 490 Нм, Мк = 444,31 Нм, минимальный диаметр вала D = 39 мм

Подставляем значения в формулу (123) и (124)

σ = 490 × 10 3/0,2 × 39 3 = 41,3 Н/мм 2

τ = 444,31 × 10 3/ 2 × 0,1 × 39 3 = 37,45 Н/мм 2

Найденные значения подставляем в формулу (127) и (128)

Sσ = 179,31 /41,3 = 4,34

S τ = 107,71 /37,45 = 2,87

Тогда по формуле (126)

S = = 2,4 ≥ [S] =2

 Скачать реферат