Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Проверочный расчет машинного вала на выносливость



СБОРНИК ЗАДАЧ

по дисциплине «Детали машин»

для студентов механических специальностей

ЧАСТЬ 2

Утверждено

На заседании кафедры ОКММ

Протокол № 10 от 17.06.03

Краматорск 2003


УДК 621.81

Сборник задач по дисциплине «Детали машин» для студентов механических специальностей. Часть 2 / Л.Н. Новицкая, А.В. Чумаченко – Краматорск: ДГМА, 2003. – 64 с.

 

В сборник включены краткие сведения и задачи по расчетам валов, осей и муфт.

 

 

Составители:

Л.Н. Новицкая, ст. препод.,

А.В. Чумаченко, ст. препод.

Отв. за выпуск С.Г.Карнаух, доц.


СОДЕРЖАНИЕ

 

1 Проверочный расчет машинного вала на выносливость. 4

1.1 Предварительные указания к решению задач. 4

1.2 Задачи. 5

1.3 Справочные таблицы для расчета валов. 25

2 Расчет подшипников качения на долговечность по динамической грузоподъемности 28

2.1 Предварительные указания к решению задач. 28

2.2 Задачи. 29

2.3 Справочные таблицы для расчета подшипников качения 49

3 Проверочный расчет муфт. 51

3.1 Задачи. 51

 


Проверочный расчет машинного вала на выносливость

1.1 Предварительные указания к решению задач

При решении задач по темам 1 и 2 необходимо руководствоваться следующими предпосылками:

1 Направление действия изгибающего момента по часовой стрелке считать положительным.

2 Считать отрицательным момент, направленный против часовой стрелки.

3 Действие осевых сил рассматривать в одной плоскости с радиальными нагрузками.

4 Опорой с индексом « » является опора, воспринимающая внешнюю осевую силу.

5 Два радиально-упорных подшипника, установленных в одной опоре, рассматривать как сдвоенный подшипник, на который действует только внешняя осевая нагрузка. В этом случае осевые составляющие от радиальных нагрузок не возникают.

8 Необходимые для расчета справочные данные приведены в таблицах 1.10-1.14.

 

1.2 Задачи

 

Задача 1.1

Проверить на выносливость выходной вал червячного редуктора в сечении под колесом (рис. 1.1).

 

 

Рисунок 1.1 – Выходной вал червячного редуктора

На выходном валу закреплена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи. На вал действуют силы от червячной передачи: а также нагрузка от цепной передачи . Передаваемый вращающий момент . Диаметр вала под колесом , делительный диаметр червячного колеса . Расстояние между опорами равно . Положение червячного колеса и ведущей звездочки цепной передачи определяется координатами . Материал вала – сталь без поверхностного упрочнения. Шероховатость вала под колесом Концентратор напряжений – шпоночная канавка. Допустимый запас прочности . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1 .1.

Таблица 1.1 - Исходные данные к задаче 1.1

№ вар.

Примечание.При составлении расчетной схемы силу и силу направить в разные стороны, а силу направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи.

Задача 1.2

Проверить на выносливость выходной вал червячного редуктора в сечении под подшипником (рис. 1.1). На выходном валу закреплена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи.

На вал действуют силы от червячной передачи: а также нагрузка от цепной передачи . Передаваемый вращающий момент . Диаметр вала в опоре , делительный диаметр червячного колеса . Расстояние между опорами равно . Положение червячного колеса и ведущей звездочки цепной передачи определяется координатами Материал вала – Сталь без поверхностного упрочнения. Шероховатость вала под колесом Концентратор напряжений – посадка подшипника качения. Допустимый запас прочности . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.2 .

Таблица 1.2 - Исходные данные к задаче 1.2

№ вар.

 

Продолжение таблицы 1.2

№ вар.

Примечание.При составлении расчетной схемы силу и силу направить в разные стороны, а силу направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи.

Задача 1.3

Выполнить проверочный расчет на выносливость опасного сечения промежуточного вала цилиндрического соосного редуктора (рис. 1.2). На валу установлены колеса с косым зубом. На вал действуют силы: , , и , , . Передаваемый вращающий момент . Диаметр вала под шестерней и колесом , зубчатые колеса соединены с валом посредством шпонки.

Рисунок 1.2 – Промежуточный вал соосного редуктора

Делительный диаметр колеса равен , делительный диаметр шестерни . Расстояние между опорами равно . Положение колес на валу определяется координатами . Материал вала - сталь без поверхностного упрочнения. Шероховатость поверхности вала под колесами . Допустимый запас прочности . Концентратор напряжений – шпоночная канавка. Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.3 .


Таблица 1.3 - Исходные данные к задаче 1.3

№ варианта
26, 6

Примечание.При составлении расчетной схемы для вала внешние осевые силы направить на опору вблизи шестерни.

Задача 1.4

Проверить на выносливость опасное сечение промежуточного вала двухступенчатого коническо-цилиндрического редуктора (рис. 1.3). На вал действуют силы: , , и , . Передаваемый вращающий момент . Делительный диаметр конического колеса . Делительный диаметр прямозубой цилиндрической шестерни . Диаметр вала под колесами . Расстояние между опорами равно . Положение колес на валу определяется координатами .

Материал вала - сталь без поверхностного упрочнения. Шероховатость вала под зубчатыми колесами . Концентратором напряжений является шпоночная канавка. Допустимый запас прочности . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.4.

 

Рисунок 1.3 – Промежуточный вал коническо-цилиндрического редуктора


Таблица 1.4 - Исходные данные к задаче 1.4

№ варианта
26, 6

Примечание. При расчетах осевую силу на коническом колесе прикладывать на внешнем делительном диаметре.

Задача 1.5

Проверить на выносливость в опасном сечении выходной вал цилиндрического соосного редуктора, на котором установлено колесо с косым зубом и звездочка горизонтально расположенной цепной передачи ( рис 1.4 ).

Рисунок 1.4 – Выходной вал соосного редуктора

На вал действуют силы, возникающие в зацеплении: и усилие от цепной передачи . Передаваемый вращающий момент . Диаметр вала под колесом . Делительный диаметр колеса равен . Расстояние между опорами равно . Диаметр шейки вала в опоре подшипника равен . Положение деталей на валу определяется координатами . Материал вала - сталь без поверхностного упрочнения . Шероховатость посадочной поверхности вала под подшипником , под зубчатым колесом . Допустимый запас прочности . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 - Исходные данные к задаче 1.5

№ варианта
94, 4

Примечания:

При составлении расчетной схемы внешнюю осевую силу направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи. Усилие от цепной передачи направить в ту же сторону, что и радиальное усилие зубчатого зацепления.

Задача 1.7

Проверить на выносливость в опасном сечении входной вал червячного редуктора. На валу закреплен шкив горизонтально расположенной поликлиновой ременной передачи ( рис. 1.6 ).

Рисунок 1.6 – Входной вал червячного редуктора

На вал действуют силы от червячной передачи: , а также нагрузка от ременной передачи . Передаваемый вращающий момент . Диаметр окружности впадин червяка при делительном диаметре равен , диаметр вала в опоре . Расстояние между опорами равно . Положение действующих на вал нагрузок определяется координатами . Материал червяка - сталь , витки червяка окончательно обработаны резцом, шероховатость , твердость поверхности . Допускаемый запас прочности для вала . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.7 - Исходные данные к задаче 1.7

№ варианта
50, 4 50, 4
44, 8 44, 8 30, 4 70, 4
4, 76 21, 2 7, 7 7, 2 10, 1

Примечания:

Задача 1.8

Выполнить проверочный расчет на выносливость опасного сечения выходного вала шевронного редуктора. На выходном конце вала установлена звездочка горизонтально расположенной цепной передачи ( рис. 1.7 ).

Рисунок 1.7 – Выходной вал шевронного редуктора

На вал действуют силы: от шевронной передачи - и цепной - . Вращающий момент на валу . Делительный диаметр колес . Диаметр вала под колесами , под подшипниками . Расстояние между опорами равно . Положение колес и ведущей звездочки цепной передачи относительно опор определяется координатами . Материал вала - сталь без упрочнения. Шероховатость поверхности вала под подшипником , шероховатость под колесом - . Допускаемый коэффициент безопасности . Варианты значений переменных представлены в таблице 1.8.

Таблица 1.8 - Исходные данные к задаче 1.8Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.Ошибка! Текст указанного стиля в документе отсутствует.

№ варианта
94, 6 84, 3

Задача 2.2

Определить скорректированную долговечность подшипников промежуточного вала двухступенчатого соосного цилиндрического редуктора ( рис.2.2 ). В опорах вала установлены радиально-упорные шариковые подшипники легкой серии типа 46000 по схеме " враспор ". На вал действуют силы: и . Частота вращения вала . Делительный диаметр колеса . Делительный диаметр шестерни . Диаметр вала в опоре . Расстояние между опорами равно .

 
 

Рисунок 2.2 – Промежуточный вал соосного редуктора.

 

Положение колес на валу определяется координатами . При работе возможны средние толчки, . Температура нагрева подшипника не превышает 900С – . Считать, что долговечность подшипника соответствует 90% надежности – . Свойства материала деталей подшипника и условия эксплуатации необходимо учитывать коэффициентом . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.2.

Таблица 2.2 – Исходные данные к задаче 2.2

№ варианта

Примечание.При составлении расчетной схемы для вала внешние осевые силы направить на опору вблизи шестерни.

Задача 2.3

Проверить долговечность подшипников промежуточного вала коническо-цилиндрического редуктора ( рис.2.3 ).

Рисунок 2.3 – Промежуточный вал коническо-цилиндрического редуктора

В опорах вала установлены радиально-упорные роликовые конические подшипники легкой серии типа 7000 по схеме " в распор ". На вал действуют силы и при частоте вращения . Делительный диаметр конического колеса равен . Шестерня имеет делительный диаметр . Диаметр вала под подшипниками . Расстояние между опорами равно . Положение колес на валу определяется координатами . При работе возможны средние толчки, . Температура нагрева подшипника не превышает 900С – . Считать, что долговечность подшипника соответствует 90% надежности – и составляет . Свойства материала деталей подшипника и условия эксплуатации необходимо учитывать коэффициентом . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 - Исходные данные к задаче 2.3

№ варианта

Продолжение таблицы 2.3

№ варианта
104 104

Примечание. При расчетах осевую силу на коническом колесе прикладывать на внешнем делительном диаметре.

 

Задача 2.4

Определить скорректированную долговечность подшипников выходного вала соосного двухступенчатого цилиндрического редуктора ( рис.2.4 ). В опорах вала установлены радиально-упорные роликовые конические подшипники легкой серии типа 7000 по схеме " в распор ". На вал действуют силы, возникающие в зубчатом зацеплении: и усилие от горизонтально расположенной цепной передачи при частоте вращения . Делительный диаметр колеса равен Расстояние между опорами равно .

 

 

Рисунок 12 – Выходной вал соосного редуктора

 

 
 

Положение деталей на валу определяется координатами . Диаметр вала в опоре равен . При работе возможны средние толчки, . Температура нагрева подшипника не превышает 900С – . Считать, что долговечность подшипника соответствует 90% надежности – . Свойства материала деталей подшипника и условия эксплуатации учитывать коэффициентом . Варианты значений переменных к задаче представлены в таблице 2.4.


Таблица 2.4 - Исходные данные к задаче 2.4

№ варианта

Примечание. При составлении расчетной схемы внешнюю осевую силу направить на подшипник, расположенный вблизи звездочки цепной передачи. Усилие от цепной передачи направить в ту же сторону, что и радиальное усилие зубчатого зацепления.

 

Задача 2.5

Рассчитать скорректированную долговечность подшипников входного вала конического редуктора. На выходном конце вала закреплен шкив горизонтально расположенной ременной передачи ( рис.2.5 ).

Рисунок 2.5 – Входной вал конического редуктора со шкивом


Поделиться:



Последнее изменение этой страницы: 2017-03-17; Просмотров: 488; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.069 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь