Проверочный расчет валов по эквивалентному моменту

Для выполнения расчета необходимо иметь эпюру эквивалентного момента по длине вала. Как известно из курса сопротивления материалов:

где М_изгΣ – суммарный изгибающий момент, действующий на вал;

Т – крутящий момент вала.

Для построения эпюр необходимо знать значения всех внешних силовых факторов (активных и реактивных), оказывающих воздействие на вал. К активным силам относятся усилия в зацеплениях, муфтах, от шкивов ременных и звездочек цепных передач. Реактивными силами являются реакции в опорах (подшипниках).

Величина реакций определяется из условий равновесия вала. Для составления условия равновесия необходимо вычертить схему нагружения вала с изображением векторов действующих сил (рис. 3.6), [1– 6]. Обозначения сил: F_r – радиальная, F_а – осевая, F_t – окружная (обычно усилия в зацеплениях); R_Аг, R_Ав, R_Вг, R_Bb – реакции опор в точке А в горизонтальной и вертикальной плоскостях и точке В в горизонтальной и вертикальной плоскостях соответственно, F_м – нагрузка на валы от муфт и т. д.

В обозначениях усилий зубчатых зацеплений дополнительно применяют цифровые индексы. Первый индекс обозначает номер колеса, со стороны которого действует сила; второй – номер колеса, на которое действует сила (см. рис. 3.6).

По характеру построенных эпюр устанавливают положение опасного сечения вала и находят диаметр вала в данном сечении:

где [σ _-1] – предел выносливости материала вала при действии симметричного цикла нагружений.

Рис. 3.6. Расчетная схема и эпюры моментов вала

и эпюры действующих моментов

Подбор подшипников качения по долговечности

Типовыми исходными данными для определения долговечности подшипника являются следующие параметры: величина и направление действия нагрузок (радиальной, осевой, комбинированной); характер нагрузки (постоянная, переменная, вибрационная, ударная); частота вращения колец (внутреннего или внешнего); заданный срок службы в часах; свойства окружающей среды: ее температура, влажность, запыленность; требования к подшипникам, предъявляемые конструкцией узла (необходимость самоустановки, возможность перемещения одной из опор вдоль оси вала); условия монтажа; способ регулирования натяга; диаметр цапфы.

В результате расчетов необходимо подобрать подшипники (при-нятого типа) такой долговечности L_h, которая бы незначительно отличалась от требуемого срока службы L_треб, принятого в исходных данных. Желательно, чтобы L_h ≥ L_треб.

При подборе радиально-упорных шариковых или роликовых подшипников необходимо изображать схемы их нагружения (рис. 3.7), на которых подшипники следует нумеровать определенным образом.

а б

Рис. 3.7. Схемы установки подшипников:

а – «врастяжку»; б – «враспор»

Цифрой 2 обозначается подшипник, препятствующий перемещению вала под действием внешней осевой нагрузки F_a, возникающей в коническом, косозубом цилиндрическом или червячном зацеплениях. R_r₁, R_r₂ – радиальные нагрузки на подшипник (реакции в опорах), R_s₁ и R_s₂ – собственные осевые составляющие радиально-упорных подшипников, R_a₁ и R_a₂ – суммарные осевые силы, действующие на подшипники. Расстояние между опорами 1 и 2 определяется величиной l между точками пересечения нормалей к осям тел качения с осью вала.

Л и т е р а т у р а: [1–6].

Подбор и проверочный расчет шпоночных

И шлицевых соединений

Шпоночные соединения

Из всех типов шпоночных соединений самое большое распространение получили соединения призматическими шпонками (ГОСТ 23360–78). Основными геометрическими параметрами призматической шпонки являются: полная l и рабочая l_р длина, высота h, ширина b, глубина паза вала t₁ (рис. 3.8). Значения величин h, b, t₁ выбираются из таблиц стандарта в зависимости от величины диаметра вала d. Рабочая, а затем полная длина шпонки определяются из условия прочности на смятие. При этом величина допускаемого напряжения смятия зависит от марки материала деталей соединения.

Рис. 3.8. Шпоночное соединение призматической шпонкой

При наличии нескольких шпоночных соединений на валу целесообразно из технологических соображений применить шпонки одинаковых сечений и расположить их вдоль одной образующей вала. Подбор и проверочные расчеты нужно выполнить для соединения с меньшим диаметром вала и объяснить необходимость такого расчета.

Шлицевые соединения

Тип шлицевого соединения (прямобочное, эвольвентное, треугольное), способ центрирования (по наружному диаметру, по внутреннему диаметру, по боковым поверхностям), характер соединения (подвижное, неподвижное), характер передаваемой нагрузки (статическая или переменная), возможность реверсирования, способ термообработки вала и ступицы задаются с учетом особенностей функционального назначения и конструкции разрабатываемого узла. Следует отметить, что в настоящее время треугольные шлицевые соединения применяются очень редко: в основном вместо соединений с натягом.

Прямобочные и эвольвентные шлицевые соединения широко применяются во всех типах машин. Рассчитывают эти соединения на смятие и износ [6].

Л и т е р а т у р а: [1–6].

Предыдущая 1 2 345 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Следующая