Тема курсовой работы: Проектирование привода .Вал

Машиностроению принадлежит ведущая роль среди других отраслей
экономики, так как основные производственные процессы выполняют машины. Поэтому
и технический уровень многих отраслей в значительной мере определяет уровень
развития машиностроения.

Повышение эксплуатационных и качественных показателей,
сокращение времени разработки и внедрения новых машин, повышение их надежности
и долговечности – основные задачи конструкторов-машиностроителей. Одним из направлений
решения этих задач является совершенствование конструкторской подготовки
инженеров высших технических учебных заведений.

Большие возможности для совершенствования труда конструкторов
дает применение ЭВМ, позволяющее оптимизировать конструкции, автоматизировать
различную часть процесса проектирования.

Объектами курсового проектирования являются приводы различных машин
и механизмов, использующие большинство деталей и узлов общемашиностроительного
применения.

Важной целью выполняемого проекта является развитие инженерного
мышления, включающее умения использовать предшествующий опыт, находить новые
идеи, моделировать, используя аналоги. Курсовому проекту по деталям машин
свойственна многовариантность решений при одном и том же задании развивает у
студентов мыслительную деятельность и инициативу.

Важнейшая задача курсового проектирования – развитие умения
разрабатывать техническую документацию. Базируясь на исходных предпосылках из
курса графики и машиностроительного черчения, в процессе самостоятельной работы
над курсовым проектом, студенты овладевают свободным чтением и выполнением
чертежей неограниченной сложности.

Целью данного проекта является проектирование
привода, который состоит как из  простых
стандартных деталей, так и из деталей, форма и размеры которых определяются на
основе конструкторских, технологических, экономических и других нормативов

13.2 Расчёт 2-го вала

Крутящий момент на валу Tкр. = T2 = 137399,92 H·мм.
Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала:
- предел прочности b = 780 МПа;
- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба
-1 = 0,43 · b = 0,43 · 780 = 335,4 МПа;
- предел выносливости стали при симметричном цикле кручения
-1 = 0,58 · -1 = 0,58 · 335,4 = 194,532 МПа.

С е ч е н и е В.

Диаметр вала в данном сечении D = 45 мм. Концентрация напряжений обусловлена наличием шпоночной канавки. Ширина шпоночной канавки b = 14 мм, глубина шпоночной канавки t1 = 5,5 мм.
Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:

S = s-1kses · b · sv + ys · sm , где: (13.9)

- амплитуда цикла нормальных напряжений:

v = Mизг.Wнетто = 156960,5117611,295 = 20,622 МПа, (13.10)

здесь

Wнетто = p · D332 - b · t1 · (D - t1)22 · D (13.11)

Wнетто = 3,142 · 45332 - 14 · 5,5 · (45 - 5,5)22 · 45 = 7611,295 мм3,

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t1=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:

m = Fap · D24 = 377,0183,142 · 4524 = 0,237 МПа, (13.12)
здесь: Fa = 377,018 МПа - продольная сила,

-  = 0,2 - см. стр. 164[1];
-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1];
- k = 1,8 - находим по таблице 8.5[1];
-  = 0,85 - находим по таблице 8.8[1];
Тогда:

S = 335,41,80,85 · 0,97 · 20,622 + 0,2 · 0,237 = 7,442.

Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:

S = t-1k tet · b · tv + yt · tm, где: (13.13)

- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:

v = m = tmax2 = 0,5 · Tкр.Wк нетто (13.14)
v = m = tmax2 = 0,5 · 137399,9216557,471 = 4,149 МПа,

здесь

Wк нетто = p · D316 - b · t1 · (D - t1)22 · D (13.15)
Wк нетто = 3,142 · 45316 - 14 · 5,5 · (45 - 5,5)22 · 45 = 16557,471 мм3,

где b=14 мм - ширина шпоночного паза; t1=5,5 мм - глубина шпоночного паза;

- t = 0.1 - см. стр. 166[1];
-  = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1].
- k = 1,7 - находим по таблице 8.5[1];
-  = 0,73 - находим по таблице 8.8[1];
Тогда:

S = 194,5321,70,73 · 0,97 · 4,149 + 0,1 · 4,149 = 18,749.

Результирующий коэффициент запаса прочности:

S = Ss · StSs2 + St2 = 7,442 · 18,7497,4422 + 18,7492 = 6,917 (13.16)

Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2,5. Сечение проходит по прочности.