Вдосконалення верстату під час ремонту (стр. 3 из 9)
z – число зубів шестерні
Шестерня і вал виготовлені із сталі 45 і для них межа міцності на текучість складе [ ]=360 Н/мм2. Потужність на валу складає 108 кВт|. При розрахунку валу повинна виконуватися умова запасу міцності.
Коефіцієнт запасу міцності, що допускається, визначається по формулі:
(2.4)де Т – межа міцності на текучість, Н/мм2
[ ] – межа міцності, що допускається, на текучість, Н/мм2
Дійсний коефіцієнт запасу міцності визначається по формулі
(2.5)де экв – еквівалентна напруга, Н/мм2
Еквівалентна напруження визначається по формулі
(2.6)де wk – приведений момент опору перетину валу, мм2
Мпр – приведений момент Н·мм
Приведений момент від дії на вал визначається по формулі
(2.7)де Mk – момент, що крутить, діє на вал, Н·м
Mz – момент від дії радіальної сили Т, Н·м
My – момент від дії дотичної сили Р, Н·м
Розрахункова схема сил, що діють на вал, приведена на малюнку 2.4.
Малюнок 2.4 – Схема дії сил на вал, епюра| моментів
Визначуваний момент, що крутить
(2.8)де N – потужність на валу, кВт
n – частота обертання валу, мін -1
Потужність на валу складає N = 7 кВт.
Частота обертання n = 400 (дивитися графік частот обертання шпінделя)
Визначаємо окружне зусилля
(2.9)де Мк – момент кручення, Н·м
Дш – діаметр шестерні, м
Діаметр шестерні визначається
де m – модуль зуба шестерні, мм
Z – число зубів шестерні
Визначаємо радіальну силу Т по формулі
(2.10)Визначаємо реакції опор від дії окружної і радіальної сил.
Визначаємо реакції в опорах А і У від дії окружної сили Р.
(2.11) 
; 
(2.12) 
Визначаємо реакції опор від дії радіальної сили Т
; 
(2.13) 
; 
(2.14) 
Визначаємо моменти, що вигинають, від дії окружної і радіальної сил.
Момент, що вигинає, від окружної сили Р
(2.15)Момент, що вигинає, від дії радіальної сили Т рівний
Визначуваний приведений момент
Визначаємо еквівалентну напруження, що виникає від дії сил на вал
(2.16)де экв – еквівалентна напруга, що виникає в перетині валу, Н/мм2
wх – момент опору перетину валу вигину, мм3
Для круглого перетину
де d – діаметр валу, мм3
Еквівалентна напруження, що виникає в перетині валу що менше допускаються
; 69<360Отже вал задовольняє по міцності.
Запас міцності
Визначуваний момент, що крутить
(2.8)де N – потужність на валу, кВт
n – частота обертання валу, мін -1
Потужність на валу складає N = 7 кВт.
Частота обертання n = 400 (дивитися графік частот обертання шпінделя)
Визначаємо окружне зусилля
(2.9)де Мк – момент кручення, Н·м
Дш – діаметр шестерні, м
Діаметр шестерні визначається
де m – модуль зуба шестерні, мм
Z – число зубів шестерні
Визначаємо радіальну силу Т по формулі
(2.10)Визначаємо реакції опор від дії окружної і радіальної сил.
Визначаємо реакції в опорах А і У від дії окружної сили Р.
; (2.11) ; (2.12) 
Визначаємо реакції опор від дії радіальної сили Т
; 
(2.13) 
; 
(2.14) 
Визначаємо моменти, що вигинають, від дії окружної і радіальної сил.
Момент, що вигинає, від окружної сили Р
(2.15)Момент, що вигинає, від дії радіальної сили Т рівний
Визначуваний приведений момент
Визначаємо еквівалентну напруження, що виникає від дії сил на вал
(2.16)де экв – еквівалентна напруга, що виникає в перетині валу, Н/мм2
wх – момент опору перетину валу вигину, мм3
Для круглого перетину
де d – діаметр валу, мм3
Еквівалентна напруження, що виникає в перетині валу що менше допускаються
; 69<360Отже вал задовольняє по міцності.
Запас міцності
2.4 Розрахунок розмірного цепу модернізованого вузла валу № 4
Розмірний цеп – це група зв'язаних розмірів, які утворюють замкнутий контур і відхилення будь-якого з розміру цього контуру впливає на точність одного з розмірів.
Складовими називаються всі ланки розмірного цепу, зміни яких впливає на зміни розміру замикаючої ланки.
У кожному розмірному цепі наявний тільки одне замикаюча ланка, яка виходить останньою в процесі збирання вузла.
Визначимо те, що замикає і ланки, що становлять.
Визначимо те, що замикає і ланки розмірного цепу підвузла валу, що становлять № 4.
(2.17) 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
;