Розрахунок вала проводимо в такій послідовності:
1. Визначаємо величину невідомого крутного моменту Т0, при цьому враховуємо, що сумарна величина крутного моменту який діє на вал дорівнює нулю:
. (1)
З даного рівняння визначаємо величину невідомого крутного моменту Т0.
Рис.1.
2. Розбиваємо стержень на ділянки з ліва на право (рис.1.), приймаємо границями ділянок прерізи, в яких прикладено крутні моменти Тi. Визначаємо величину максимальних крутних моментів Тmax, які діють на ділянках вала шляхом додавання зовнішніх крутних моментів Тi які діють на зубчастих колесах:
(ділянка 1): 
;
(ділянка 2): 
;
(ділянка 3): 
.
(ділянка 4): 
| (ділянка 1) |
| T |
| (ділянка 3) |
| (ділянка 4) |
| (ділянка 2) |
| j |
| T1 |
| T1max |
| T4 |
| T0 |
| T2 |
| T3 |
| T2max |
| T3max |
| T4max |
| j1 |
| j1+j2 |
| 3a |
| 1a |
| 1,5a |
| 0,7a |
За даними розрахунків максимальних крутних моментів, що діють на ділянках будуємо епюру крутних моментів (рис.1.). Слід зазначити, якщо крутний момент діє за годинниковою стріл кою то його значення відємне, а якщо проти то значення додатнє.
3. Визначаємо допустимі дотичні напруження [t]. Для цього, приймаємо коефіцієнт безпеки [n]=1,0…3. Тоді допустимі напруження будуть визначатись як:
; (2)
де: tв – межа міцності матеріалу за дотичними напруженнями (МПа), визначається як:
. (3)
4. Виходячи з умови міцності при кручені, визначаємо полярні моменти опору WPi (м3) поперечних перерізів та діаметри di (м) вала на ділянках:
, звідки 
; (4)
, звідки 
. (5)
5. Проводимо перевірку вала за умовою жорсткості:
; (6)
де: ІРі – полярний момент інерції перерізу (м4):
; (7)
У випадку, якщо умова жорсткості (6) на якій небудь ділянці вала не виконується то діаметр вала на даній ділянці потрібно розраховувати виходячи з умови жорсткості (6), спочатку визначаємо полярний момент інерції, він визначається як:
. (8)
Значення полярного моменту інерції ІР підставляємо у формулу (7) і остаточно знаходимо діаментр вала:
. (9)
Визначаємо величину абсолютного кута закручування j (рад) кожної ділянки вала:
; (10)
де: lі – довжина ділянки вала (м).
За даними абсолютного кута закручування будуємо епюру абсолютних кутів закручування (рис.1). Епюру починаємо будувати з любого кінця валу, при цьому величина кута закручування на першій ділянці буде рівна j1, на другій ділянці j1+j2, і так далі, аналогічно визначаються кути закручування на інших ділянках. Максимальний кут закручування буде визначатись як:
. (11)
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №4
Тема: Дослідження конструкції та визначення технічних параметрів підшипників кочення.
Мета: Дослідити конструкції підшипників кочення. Визначити основні геометричні та силові параметри, тип, позначення, область застосування підшипників кочення.
Порядок виконання роботи
1. Згідно свого варіанту (табл.1) для досліджуваного типу підшипника:
1.1. Виконати ескіз підшипника.
1.2. Записати основні розміри.
1.3. Відповідно до (ГОСТ) визначити серію підшипника; записати повне позначення підшипника і розшифрувати його.
1.4. Визначити динамічну і статичну вантажопідйомності, граничну частоту обертання, масу підшипника.
1.5. Вказати застосування підшипника.
2. Розрахувати довговічність досліджуваного підшипника.
Таблиця 1
Варіанти завдань
| Номер залікової книжки | Тип підшипника | Еквівалентне динамічне навантаження P | Номер залікової книжки | Тип підшипника | Еквівалентне динамічне навантаження P |
| Голчастий | Р>C на 10% | Самоуста-новний роликовий | Р>C на 11% | ||
| Радіальний роликовий | P=C | Упорний | P=C | ||
| Продовження табл.1. | |||||
| Радіальний кульковий | Р>C на 5% | Радіально-упорний роликовий | Р>C на 12% | ||
| Радіально-упорний кульковий | P=C | Самоуста-новний кульковий | P=C | ||
| Радіально-упорний роликовий | P<C на 7% | Голчастий | P<C на 21% | ||
| Самоуста-новний кульковий | P<C на 30% | Радіальний роликовий | P<C на % | ||
| Самоуста-новний роликовий | Р>C на 24% | Радіальний кульковий | Р>C на 28% | ||
| Упорний | P=C | Радіально-упорний кульковий | P=C | ||
| Радіально-упорний кульковий | P=C | Голчастий | P=C | ||
| Радіально-упорний роликовий | P<C на 21% | Радіальний роликовий | P<C на 27% | ||
| Радіальний роликовий | Р>C на 12% | Радіальний роликовий | Р>C на 25% | ||
| Радіальний кульковий | Р>C на 18% | Радіальний кульковий | Р>C на 31% | ||
| Радіальний роликовий | P=C | Упорний | P=C | ||
| Упорний | P<C на 32% | Голчастий | P<C на 30% | ||
| Голчастий | P<C на 6% | Самоуста-новний кульковий | P<C на 25% | ||
| Радіальний роликовий | Р>C на 13% | Голчастий | Р>C на 10% | ||
| Радіальний кульковий | P=C | Радіальний роликовий | P=C | ||
| Самоуста-новний роликовий | P<C на 9% | Упорний | P<C на 1% | ||
| Упорний | P<C на 10% | Упорний | P<C на 4% | ||
| Упорний | Р>C на 40% | Радіальний роликовий | Р>C на 19% | ||
| Продовження табл.1. | |||||
| Радіально-упорний роликовий | P=C | Радіальний кульковий | P=C | ||
| Самоуста-новний кульковий | Р>C на 21% | Радіально-упорний кульковий | Р>C на 25% | ||
| Голчастий | P<C на 4% | Радіально-упорний роликовий | P<C на 26% | ||
| Радіальний роликовий | P=C на | Самоуста-новний кульковий | P=C на | ||
| Радіальний кульковий | Р>C на 7% | Самоуста-новний роликовий | Р>C на 31% | ||
| Радіально-упорний кульковий | P<C на 9% | Упорний | P<C на 20% | ||
| Голчастий | P=C | Радіально-упорний кульковий | P=C | ||
| Радіальний роликовий | Р>C на 12% | Радіально-упорний роликовий | Р>C на % | ||
| Радіальний роликовий | P<C на 10% | Радіальний роликовий | P<C на 19% | ||
| Радіальний кульковий | P=C | Радіальний кульковий | P=C | ||
| Упорний | Р>C на 13% | Радіальний роликовий | Р>C на 9% | ||
| Голчастий | P<C на 20% | Упорний | P<C на 15% | ||
| Самоуста-новний кульковий | P=C | Голчастий | P=C | ||
| Голчастий | Р>C на 16% | Радіальний роликовий | Р>C на 22% | ||
| Радіальний роликовий | P<C на 21% | Радіальний кульковий | P<C на 21% | ||
| Упорний | P=C | Самоуста-новний роликовий | P=C |
Увага!!! Розмір підшипника і відповідно його еквівалентна динамічна вантажопід‘ємність С обирається студентом самостійно за довідником, при цьому розмір та конструктивне виконання підшипника у кожного студента свій.
