TechShape.ru

Информационные технологии

Основные разделы

Расчеты типовых элементов механизма

Расчет выходного вала на кручение

На выходной конец вала действует момент сопротивления Мс = 0,5725 Н∙м. Условие прочности вала может быть записано в виде:

,

где Wp - полярный момент сопротивления сечения вала, , где dв - диаметр вала, dв = 10 мм; [τк] - допускаемые напряжения для материала вала при кручении, для улучшенной стали 40X при знакопеременной нагрузке [τк] = 115 МПа. Отсюда:

Па = 2,92 МПа.

τк = 2,92 МПа < [τк] = 115 Мпа.

= Па = 2,92 Мпа.

Прочность выходного вала обеспечивается.

Расчет штифтового соединения

Выполним расчет штифтового крепления зубчатого колеса на выходном валу. Эскиз соединения показан на рисунке 3. Конструктивные размеры: dв = 10 мм, D = 15 мм. На соединение действует выходной момент сопротивления Мс = 0,5725 Н∙м. Требуется рассчитать диаметр штифта.

Рисунок 4 - Эскиз штифтового соединения

Расчет штифта на срез.

Условие прочности штифта:

,

где Аср = πd2/4 - площадь среза; [τср] - допускаемые напряжения для материала штифта при срезе, [τср] = 80 МПа. Отсюда:

1,35·10-3 м = 1,35 мм.

Расчет штифта на смятие.

Условие прочности штифта:

,

где Асм = d(D - dв) - площадь смятия; [σсм] - допускаемые напряжения для материала штифта при смятии, [σсм] = 200 МПа. Отсюда:

229·10-6 м = = 0,229 мм.

По результатам расчета диаметр штифта должен быть не менее 01,35 мм. В соответствии с диаметром вала выбираем штифт диаметром 1,6 мм.

Выбор подшипников качения

Так как вал двигателя имеет диаметр 6 мм, то входной вал механизма будет иметь тот же диаметр, он же является посадочным диаметром подшипников. Выходной вал для унификации установлен на подшипниках такого же размера. При крутящем моменте на выходном валу Мс = 0,5725 Н∙м радиальная нагрузка на подшипники Fr = 104,02 Н. Осевая нагрузка Fa равна нулю, так как используются цилиндрические прямозубые колеса, поэтому выбираем радиальные шарикоподшипники. Скорость вращения валов больше 1 об/мин, поэтому расчет ведется по динамической грузоподъемности.

Эквивалентная динамическая нагрузка:

Р = (XVFr + YFa)KбKt,

где X и Y - коэффициенты радиальной и осевой нагрузок, для радиального подшипника X = 0,6; V - коэффициент вращения, при вращающемся внутреннем кольце и неподвижном наружном V = 1; Kб - коэффициент безопасности, для нормальных условий Kб = 1; Kt - температурный коэффициент, при нормальных температурных условиях равен 1.

В итоге получим Р = 0,6·11,43 = 6,86 Н.

Срок службы по заданию Lh = 5000 часов или в оборотах:

L = 60n Lh·10-6, млн. об.,

где n - скорость вращения в оборотах в минуту, n = 8,82 об/мин (из кинематического расчета).

Срок службы L = 60·8,82·5000·10-6 = 2,65 млн. об.

Расчетная динамическая грузоподъемность:

Ср = L1/αP,

где α - коэффициент, зависящий от типа подшипника, для радиального подшипника α = 3.

Расчетная динамическая грузоподъемность Ср = 2,651/3·6,86 = 86,35 Н.

По ГОСТ 8338-75 выбираем радиальный однорядный шарикоподшипник с посадочным диаметром 6 мм и динамической грузоподъемностью больше 20 Н. Подходящий подшипник - 1000096 (наружный диаметр 15 мм, ширина 5 мм, динамическая грузоподъемность 1470 Н).

Еще статьи

Преобразователи частоты в приёмниках и передатчиках
В радиотехнике часто требуется осуществить сдвиг спектра по оси частот на определённое постоянное значение при сохранение структуры сигнала. Такой сдвиг называется преобразованием частоты. Это необходимо в радиоприёмниках для того, чтобы осуществить более качественную полосовую фильтрацию т.к. на низких ...

Все права защищены! 2021 - www.techshape.ru