Проектирование силового кулачкового контроллера.

Содержание
Исходные данные
1.Профилирование кулачка контроллера.
2. Расчет вала контроллера.
2.1 Проектный расчет вала.
2.2 Разработка конструкции вала
2.3 Проверочный расчет вала.
2.4 расчет на усталостную прочность
2.5 Расчет вала на сопротивление пластическим деформациям
2.6. Расчет и выбор подшипников качения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Проектирование силового кулачкового контроллера.

Конструируем вал симметричным, посадочные места установленных на вал деталей цилиндрические.
Определяем длины участков вала под кулачок и звездочку
L2= 1.2 d2
L2=70 мм
Из приложения 4 выбираем размеры шпонки под кулачок и звездочку
=8 (мм) – высота шпонки;
b= 12 мм – ширина шпонки
0.25(мм) – радиус скругления шпонки;
5(мм) – глубина шпоночного паза на валу;
=3.3 (мм) - глубина шпоночного паза ступицы;
=40(мм) – длина шпонки при условии на (10÷18) мм.
2.3 Проверочный расчет вала.
Отбрасываем опоры и заменяем их силами реакций. Составляем расчетную схему нагружения вала, приведя силы к оси вала.
Находим места приложения сосредоточенных внешних нагрузок перенеся их в центры тяжести С и D, т.е значения длин участков АС, CD, DB.
Находим силы:
Строим эпюры изгибающих моментов ввертикальной и горизонтальной плоскостях, предварительно найдя значения сил реакций опор в этих плоскостях: .
а) Определение сил реакций опор в вертикальной плоскости:


= - 32 593 (Н);
= 49 035(Н);
Проверка: 0=0.
б) Построение эпюры изгибающих моментов в вертикальной плоскости - .
= 0;
-99(Нм);
=99 (Нм);
-1183(Нм);
=-1183(Нм);
в) Определение сил реакций опор в горизонтальной плоскости:


12165(Нм);
-8626(Нм);
Проверка: ; 0=0.
г) Построение эпюры изгибающих моментов в горизонтальной плоскости - :
(Нм);
276(Нм);
(Нм);
=0;
д) Построение эпюры суммарных изгибающих моментов - .
293(Нм);
293(Нм);
=1183(Нм);
1183(Нм);
е) Построение эпюры крутящих моментов – Т:
=318,5(Нм);
=318,5 (Нм);
=318,5 (Нм);
=318,5 (Нм);
318,5 (Нм);
318,5 (Нм).
ж) Построение эпюры приведенных (эквивалентных) моментов - .
0(Нм);
=402(Нм);
=402(Нм);
=1215(Нм);
=1215(Нм);
0(Нм).
з) Минимальный диаметр вала с учетом крутящих и изгибающих моментов:
=32(мм), где - максимальное значение эквивалентного момента из эпюры , т.е в опасном сечении.
=250 (МПа) – предел выносливости заданного материала вала (ст6), см. приложение 7, принимаем d=40 (мм), как максимальный диаметр за основу.
и) Находим моменты сопротивления поперечных сечений вала.
а) осевой: =21 206= 21 ();
б) полярный: =42(); где ==60 (мм) - диаметр вала в местах установки подшипников.
к) Определяем напряжения в этих опасных сечения I-I и II-II (места установки подшипников).
а) нормальные от изгиба: =;
=;
б) касательные от кручения: =;
2.4 расчет на усталостную прочность
Рассмотрим опасные сечения I-I и II-II.
Найдем коэффициент запаса прочности по пределу выносливости (усталостному разрушению) в этих сечениях и сравним его с допускаемым :
а) Для сечения I-I:
; 14(МПа);
3,75 (МПа);
,5
;
;
а) Для сечения II-II:
56(МПа)
3,75(МПа)
25.5
2
3.52
2.4
Условие прочности по сопротивлению усталости (пределу выносливости) выполняется.
2.5 Расчет вала на сопротивление пластическим деформациям
Наиболее опасное сечение в нашем варианте II-II.
Находим пластические моменты сопротивления изгибу и кручению :