Розрахунок вихідного вала на кручення
На вихідний кінець вала діє момент опору Мс = 0,5725 Н # 8729; м. Умова міцності вала може бути записано у вигляді:
,
де Wp - полярний момент опору перерізу валу,, де d в - діаметр вала, d в = 10 мм; [# 964; к] - допустимі напруження для матеріалу вала при крученні, для поліпшеної сталі 40X при знакозмінному навантаженні [# 964; к] = 115 МПа. Звідси:
# 964; к = 2,92 МПа <[τк] = 115 Мпа.
Міцність вихідного валу забезпечується.
Розрахунок штифтового з'єднання
Виконаємо розрахунок штифтового кріплення зубчастого колеса на вихідному валу. Ескіз з'єднання показаний на малюнку 3. Конструктивні розміри: d в = 10 мм, D = 15 мм. На з'єднання діє вихідний момент опору Мс = 0,5725 Н # 8729; м. Потрібно розрахувати діаметр штифта.
Малюнок 4 - Ескіз штифтового з'єднання
Розрахунок штифта на зріз.
Умова міцності штифта:
,
де Аср = πd2 / 4 - площа зрізу; [# 964; ср] - допустимі напруження для матеріалу штифта при зрізі, [# 964; ср] = 80 МПа. Звідси:
1,35 · 10-3 м = 1,35 мм.
Розрахунок штифта на зминання.
Умова міцності штифта:
,
де Асм = d (D - d в) - площа зминання; [# 963; див] - допустимі напруження для матеріалу штифта при смятии, [# 963; див] = 200 МПа. Звідси:
229 · 10-6 м = = 0,229 мм.
За результатами розрахунку діаметр штифта повинен бути не менше 01,35 мм. Відповідно до діаметром вала вибираємо штифт діаметром 1,6 мм.
Вибір підшипників кочення
Так як вал двигуна має діаметр 6 мм, то вхідний вал механізму матиме той же діаметр, він же є посадковим діаметром підшипників. Вихідний вал для уніфікації встановлений на підшипниках такого ж розміру. При моменті, що крутить на вихідному валу Мс = 0,5725 Н # 8729; м радіальне навантаження на підшипники Fr = 104,02 Н. Осьова навантаження Fa дорівнює нулю, так як використовуються циліндричні прямозубі колеса, тому вибираємо радіальні шарикопідшипники. Швидкість обертання валів більше 1 об / хв, тому розрахунок ведеться по динамічної вантажопідйомності.
Еквівалентна динамічна навантаження:
Р = (XVFr + YFa) KбKt,
де X і Y - коефіцієнти радіальної і осьової навантажень, для радіального підшипника X = 0,6; V - коефіцієнт обертання, при обертовому внутрішньому кільці і нерухомому зовнішньому V = 1; Kб - коефіцієнт безпеки, для нормальних умов Kб = 1; Kt - температурний коефіцієнт, при нормальних температурних умовах дорівнює 1.
В результаті отримаємо Р = 0,6 · 11,43 = 6,86 Н.
Термін служби за завданням Lh = 5000 годин або в оборотах:
L = 60n Lh · 10-6, млн. Об.
де n - швидкість обертання в оборотах на хвилину, n = 8,82 об / хв (з кінематичного розрахунку).
Термін служби L = 60 · 8,82 · 5000 · 10-6 = 2,65 млн. Об.
Розрахункова динамічна вантажопідйомність:
де # 945; - коефіцієнт, що залежить від типу підшипника, для радіального підшипника # 945; = 3.
Розрахункова динамічна вантажопідйомність Ср = 2,651 / 3 · 6,86 = 86,35 Н.
За ГОСТ 8338-75 вибираємо радіальний однорядний шарикопідшипник з посадковим діаметром 6 мм і динамічної вантажопідйомністю більше 20 Н. Відповідний підшипник - 1000096 (зовнішній діаметр 15 мм, ширина 5 мм, динамічна вантажопідйомність 1 470 Н).
ще статті
Проектування генератора пачок сигналів
Генератори пачок сигналів використовуються в різних цілях в основному при налаштуванні або використанні будь-якої високоточної апаратури, і тому, результатом вирішення цього завдання має бути стабільна, високоякісна схема генератора заданого сигналу, яка могла б бути зібрана із зазначених еле.