Проектирование фрезы для мини-трактора

курсовая работа

4.1 Расчет вала

Исходным для расчета деталей привода фрезерного барабана является крутящий момент на валу барабана , величину которого можно определить по выражению:

, (4.1)

где - удельная работа по фрезерованию почвы, она определяется из выражения:

, (4.2)

где - коэффициент пропорциональности ( 3,0…3,5 на старопахотных почвах, 10 - на задернелых);

- удельное сопротивление фрезы, (= 100…130 кПа).

МКР= К*Н/М

АУД=3*100+400*7,22*0,92=17096

Определяем диаметр вала выходного конца из расчета на чистое кручение по пониженному допускаемому напряжению без учета влияния изгиба:

(4.3)

где Mкр - крутящий момент, Нмм

- касательное напряжение, МПа.

d=18,5 мм.

Принимаем d=40 мм, из конструктивных соображений.

Окружное усилие на фрезе определяем по формуле:

, (4.4)

где - окружное усилие, Н.

Н.

Интенсивность распределения нагрузки определяем по формуле:

(4.5)

Н/мм

Составляем уравнения равновесия:

?Ma=0;

Mв=0.

?Mв= -RaЧ(a++в)+(Ч)Ч(= 0

?Mа=RаЧ(а+Ч)Ч(

(4.6)

(4.7)

Н

Определяем изгибающий момент и поперечные силы:

М1 = Ra Ч x, (4.8)

где x1 = (0…186,5) мм

при x = 0 тогда M1 = 0

x = 186,5 мм

М1 = 2500 Ч 186,5 = 466250 НЧмм

II участок Q2 = Ra =2500 H

Q2 = Ra - Ч х2, (4.9)

Q2 = 2500 - 2,3 Ч 2132 = - 2500 Н

где х2 = (0…2132) мм

при x2 = 0 тогда М1 = 0

x2 = 2132 мм

M2 = R2 (а+x2) - , (4.10)

M2 = 2500Ч(186,5+2132) - НЧмм

Q3 = - Rв = - 2500 Н

M3 = Rв Ч x3, (4.11)

где x2 = (0…186,5) мм

при x3 = 0 тогда M3 = 0

x2 = 186,5

М3 = 2500Ч186,5 = 569013 НЧмм

Определяем экстремальные значения изгибающих моментов используя дифференцируемую зависимость:

Q = (4.12)

= = , (4.13)

, (4.14)

мм

НЧмм

Определяем эквивалентный момент по III теории прочности:

, (4.15)

= 3,73Ч НЧм

Определяем диаметр вала по формуле:

, (4.16)

где - допустимое напряжение, МПа;

Допустимое напряжение определяется по формуле:

, (4.17)

где - процесс текучести, - 360 МПа;

s -конструктивный запас прочности, s2.

Осевой момент сопротивления определяем по формуле:

, (4.18)

При кольцевом сечении вала применяем

=

тогда

, (4.19)

откуда

, (4.20)

мм

d = dнЧ, (4.21)

d = 69Ч0,8 =40 мм

4.2 Проверка долговечности подшипников

На подшипниках катка действует равнодействующая реакция Rа = Rв = 2500Н

Применяем радиальные шариковые однорядные подшипники № 311;

d =40 мм, D = 80 мм, B = 29 мм, С = 32,0 кН, С0 = 17,8 кН.

Эквивалентная нагрузка определяется по формуле:

Pэ = VЧRЧKбЧKт (4.22)

где V - коэффициент при вращении внутреннего кольца V = 1;

R - реакция в опорах, Н;

Кб - коэффициент нагрузки на подшипник, Кб = 1,3;

Кт - коэффициент работы подшипника, Кт =1,05.

Pэ = 1Ч2500Ч1,3Ч1,05 = 3412,5 Н

Расчетная долговечность млн. определяется по формуле:

(4.23)

млн. об

Расчет долговечности, определяется по формуле:

(4.24)

где nб - частота вращения барабана, об/мин.

ч

Подшипники могут работать в течении всего срока службы машины.

4.3 Проверка прочности шпоночных соединений

Для передачи вращающего момента от редуктора к валу и фиксации деталей используют призматическую шпонку.

Проверочный расчет ненапряженных соединений проводят на смятие боковых поверхностей и срез по поперечному сечению.

Условие прочности на смятие определяем по формуле:

(4.25)

где Т - вращающий момент, НЧм;

d - диаметр вала, м;

- рабочая длина шпонки, мм;

h - высота шпонки, мм;

- глубина паза вала, мм;

- допустимое напряжение смятия, = 110

МПа

Рабочая длина шпонки определяется по формуле:

(4.26)

где - длина шпонки, мм;

b - ширина шпонки, мм.

мм

Условие прочности на смятие выполняется

меньше = 110 Мпа

Условие прочности на срез определяется по формуле:

(4.27)

где - допустимое напряжение среза, МПа, =70.

МПа

Условие прочности на срез выполняется

МПа меньше = 70 МПа.

Делись добром ;)