Министерство образования и науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский институт машиностроения ( ВТУЗ-ЛМЗ)

Кафедра «Теория механизмов и детали машин»

Расчет и конструирование вала

Методические указания к расчетно-графической работе для студентов всех специальностей

Санкт-Петербург 2005

Расчет и конструирование вала: Методические указания к расчетно-графической работе для студентов смешанного и вечернего обучения всех специальностей.

Изложен порядок расчета вала, приведены и систематизированы справочные данные по выбору отдельных параметров.

Составитель: д.т.н., проф. А.Г. Ташевский

Рецензенты: к.т.н., проф. А.В. Приемышев к.т.н., доц. А.А. Янсон

Методические указания утверждены на заседании кафедры

Редактор – Г.Л. Чубарова

П21(03)

Подписано в печать 23.11.2004 Формат 60х90 1/16

Бумага тип. №3. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1,5

Уч. – изд. л. 1,5 Тираж 100 экз. Заказ №63

Издание Санкт-Петербургского института машиностроения

195197, Санкт-Петербург, Полюстровский пр., 14

ОП ПИМаш

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

Цель методических указаний – закрепление знаний по курсу «Основы конструирования машин», развитие навыков расчетов и конструирования, умение пользоваться справочными материалами и стандартами.

Объем расчетно-графической работы - пояснительная записка на листах формата А4 объемом до 10 страниц, включающая в себя исходные данные, определение нагрузок на вал, составление расчетных схем, определение реакций опор, построение эпюр изгибающих моментов, определение суммарного, крутящего и эквивалентного моментов, выбор материала вала, расчет диаметров вала, проверка прочности в двух сечениях, расчет крепления деталей. Чертеж вала на листе А3 с указанием необходимых размеров, шероховатости и отклонений с вынесенными дополнительными сечениями в местах расположения шпонок.

Объект проектирования – двухопорный ступенчатый вал, установленный на опорах жидкостного трения, с закрепленными на нем зубчатыми колесами.

Принципиальная схема вала – двухопорный вал с различным расположением относительно опор и закрепленными на нем прямозубыми цилиндрическими зубчатыми колесами, находящимися в зацеплении с другими зубчатыми колесами, расположенными под разными углами, рассматривают как балку на шарнирных опорах.

Действующие нагрузки – действующие в зацеплении окружная F_t и радиальная F_r силы, приложенные в середине ширины зубчатого венца.

Задание – приведено в Приложении (табл. П1, П2, П3), где показана конкретная схема вала и варианты исходных данных для проектирования:

1. мощность, передаваемая валом N;

2. частота вращения вала n;

3. расстояние между опорами и закрепленными на валу зубчатыми колесами l₁ ,l₂ ,l₃ ;

4. начальные диаметры зубчатых колес d₁ и d₂;

5. угол β между положительным направлением оси Х и осью Y, отсчитываемый в направлении угловой скорости .

Последовательность выполнения задания:

1. Определение вращающего момента Т на валу.

2. Определение сил F_t и F_r, действующих на вал.

3. Составление расчетных схем вала в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

4. Определение реакций опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

5. Определение изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях, суммарного, крутящего и эквивалентного моментов.

6. Выбор материала вала, назначение термообработки, определение допускаемых напряжений изгиба.

7. Определение диаметров вала.

8. Конструирование вала.

9. Выбор и проверка крепления деталей на валу.

10. Определение запаса прочности вала.

11. Оформление рабочего чертежа по ЕСКД.

12 Оформление расчетно-пояснительной записки по ЕСКД.