Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Расчет валов на статическую прочность
Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок по формуле , (1.20) где Здесь и – изгибающий и крутящий моменты в опасном сечении. Предельное допускаемое напряжение - предел текучести материала (см. табл.1).
РАСЧЕТ ВАЛОВ НА ЖЕСТКОСТЬ Валы, рассчитанные на усталостную и статическую прочность не всегда обеспечивают нормальную работу машин. Под действием нагрузок (рис.3) валы в процессе работы деформируются и получают линейные прогибы и угловые перемещения , что ухудшает работоспособность отдельных узлов машин.
Рис.3 Упругие перемещения (деформации) вала отрицательно влияют на работу связанных с ним деталей: подшипников, зубчатых колеси др. деталей и узлов. От прогиба вала в зубчатом зацеплении возникает концентрация нагрузки по длине зуба. При больших углах поворота в подшипнике может произойти защемление вала. Для обеспечения требуемой жесткости вала необходимо произвести расчет на изгибную или крутильную жесткость. 1.3.1Расчет валов на изгибную прочность Условия для обеспечения в процессе эксплуатации требуемой жесткости на изгиб и , (1.21) где - действительный прогиб вала; - допускаемый прогиб вала; и - действительный и допускаемый углы наклона Прогибы и углы поворота вычисляют, используя интеграл Мора или правило Верещагина. Для простых расчетных случаев можно использовать готовые решения, приведенные в табл.15.5 . Допускаемые перемещения сечений вала зависят от требований, предъявляемых к конструкции, и особенностей ее работы. Допускаемые прогибы валов в месте посадки цилиндрических зубчатых колес составляют ( – модуль зацепления) и – для конических, гипоидных и глобоидных передач. Угол поворота в подшипнике скольжения рад; в радиальном шарикоподшипнике рад. 1.3.2 Расчет валов на крутильную жесткость Перемещение при кручении валов постоянного диаметра определяют по формуле
(1.22) где - угол закручивания вала, рад; - крутящий момент; - модуль упругости при сдвиге; - длина закручиваемого участка; - полярный момент инерции поперечного сечения вала. Если вал ступенчатый и нагружен несколькими , то угол определяют по участкам и затем суммируют. Допускаемый угол закрутки в градусах на метр длины можно принять ПРИМЕР РАСЧЕТА ВЫХОДНОГО ВАЛА ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ПРЯМОЗУБОГО РЕДУКТОРА Выполнить проектирование выходного вала цилиндрического прямозубого редуктора Исходные данные для расчёта 1. Крутящий момент на валу Т = 600 Н·м; 2. Диаметр колеса = 288 мм; модуль зубьев . 3. На выходном конце вала установлена упругая втулочно-пальцевая муфта; 4. Срок службы длительный, нагрузка близка к постоянной, допускается двукратная кратковременная перегрузка. 2.1 Выбор материала вала, вида его термической обработки (таблица 1)
Материал вала - сталь 45, улучшенная, со следующими характеристиками статической прочности и сопротивления усталости: временное сопротивление , предел текучести .
2.2 Определение диаметра выходного конца вала d
Предварительно диаметр вала d оценивают из расчета только на кручение при пониженных допускаемых напряжениях. Диаметр вала d определяют по формуле (1)
где [τ ] = 15 МПа – допускаемое напряжение кручения.
Полученный диаметр вала округляется по стандартному ряду Ra40 – принимаем диаметр вала d = 60 мм.
2.3 Конструирование вала
2.3.1 Диаметр цапфы вала подшипника определяется по формуле (2)
,
где - высота заплечика (см. стр. 3).
.
Полученный диаметр цапфы вала подшипника округляется по стандартному ряду Ra40 – принимаем диаметр вала . 2.3.2 Диаметр вала под колесом определяется по формуле (3)
,
где r = 3, 5 мм – фаска подшипника.
. .
Полученный диаметр вала под колесом округляется по стандартному ряду Ra40 – принимаем диаметр вала .
2..3.3 Для вычерчивания конструкции и составления расчетной схемы вала принимаем (рис.1):
· длину посадочного конца вала = (1, 5...2) · 60 = (90…120) мм, принимаем ; · длину ступицы колеса · длину промежуточного участка тихоходного вала .
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-03-29; Просмотров: 290; Нарушение авторского права страницы