Расчет диаметра оси колесной пары

1. Определяем вращающий момент на оси по формуле:

Мвр= 819*10³Н*мм

ω= 183 рад/сек

2. Составляем расчетную схему вала для сил, действующих в вертикальной плоскости, определить величину и направление реакций опор, построить эпюру изгибающего момента в вертикальной плоскости Мх вертик.

ΣМа (F)=0F1*200+Ft*974+F2-Rву*1474=0

Rву=

=20529 Н

ΣМв (F)=0 -Raу*1474-F1*1274-Ft*500-F2*200=0

Raу=

=19298 Н

Проверка:Raу+Rву-F1-F2-Ft=20529 + 19298– 18000 – 3827 – 18000 =0

Для построения эпюры Мх вертик. разбиваем ось на участки, проставляем границы участков

1 участок 0<z<0,200

2 участок 0,200<z<0,974

3 участок 0,974<z<1,274

4 участок 1,274<z<1,474

1 уч. z=0 Ми. верт.1=0

Z=0,200 Ми. верт.1= Raу*200=19298*0,2=3859 Н*м

2 уч. z=0,200 Ми. верт.2= Raу*200=19298*0,2=3859 Н*м

Z=0,974 Ми. верт.2= Raу*z – F1(0,774)=19298*0,974-18000*0,774=4864 Н*м (опасное)

3 уч. z=0,974 Ми. верт.3=4864 Н*м

Z=1,274 Ми. верт.3= Raу*z – F1(1,074)-Ft(0,300)==19298*1,274-18000*1,074-3827*0,300=4105 Н*м

4 уч. z=1,274 Ми. верт.4=4105 Н*м

Z=1,474 Ми. верт.4= Raу*z – F1(1,274)-Fr(0,500)-F2(0,200)==19298*1,474-18000*1,274-3827*0,500-18000*0,200=0 Н*м

3.Составить расчетную схему вала для сил, действующих в горизонтальной плоскости, определить величину и направление реакций опор, построить эпюру изгибающего момента в горизонтальной плоскости Ми гориз.

ΣМа (F)=0Fr*974-Rвх*1474=0

Rвх= 291 Н

ΣМв (F)=0 Raх*1474-Ft*500=0

Raх= 150 Н

Проверка:Raх+Rвх -Fr=150+291-441=0

Для построения эпюры Мх гориз. разбиваем ось на участки, проставляем границы участков

1 участок 0<z<0,200

2 участок 0,200<z<0,974

3 участок 0,974<z<1,274

4 участок 1,274<z<1,474

1 уч. z=0 Ми. гориз.1=0

Z=0,200 Ми гориз.1 = Rах*200=150*0,200=30 Н*м

2 уч. z=0,200 Ми. гориз.2=30 Н*м

Z=0,974 Ми гориз.2 = Rах*974=150*0,974=146 Н*м (опасное)

3 уч. z=0,974 Ми. гориз.3=146 Н*м

Z=1,274 Ми гориз.3 = Rах*1274-Fr*300=150*1,274-441*0,300=59 Н*м

4 уч. z=1,274 Ми. гориз.4=59 Н*м

Z=1,474 Ми гориз.4 = Rах*1,474-Fr*500=150*1,474-441*0,500=0 Н*мм

4. Определим диаметр оси колесной пары

Осевой момент сопротивления

Wх= 44,86 *10³ мм³

где для осевой стали [σ] =100÷120 н/мм²

d= =76 мм

Эпюры изгибающих и вращающих моментов (Мх. гориз., Мх. верт., Мвр.)