Всего на сайте:
210 тыс. 306 статей

Главная | Электроника

Расчет валов  Просмотрен 69

Для быстроходного вала, который чаще всего выполняется как вал-шестерня, т.е. из того же материала, что и шестерня, материал уже задан (сталь 35Х) (см. п.10 расчета), а тихоходный вал может быть изготовлен либо из углеродистых сталей марок 35, 40, 45, 50, либо из легированных сталей марок 35Х, 40Х, 40ХН, 35ХГСА.

4.1. Расчет тихоходного вала (для прямозубой передачи)

Нагрузка на концевом участке вала от муфты: FМ = 125· =________ =

= ________Н.

Определение реакций в опорах.

В горизонтальной плоскости:

=___________________=_________ ,

=___________________=__________ .

Проверка: ∑F = 0: RСг – Fr2 + RAг = 0.

___

Строим эпюру изгибающих моментов в горизонтальной плоскости.

Изгибающий момент в точке В в горизонтальной плоскости:

= · b=_____________=__________ ,

= - · a=____________=___________ .

 

 

Вертикальная плоскость. В этой плоскости действует сила Ft2.

Реакция от силы Ft2 в точке А (RAв):

∑Мс = 0 ⇒ Ft2 · b – RAв · (a + b) = 0

=__________________=__________________

Реакция от силы Ft2 в точке С ( ):

∑МА = 0 ⇒ RС В· (a + b) – Ft2 · а = 0

=_________________=____________________

Проверка: ∑F = 0 ⇒ – RAВ+ Ft2 – RСВ = 0

Строим эпюру изгибающих моментов в вертикальной плоскости.

Изгибающий момент в точке В от силы Ft2 ( ):

М вВ = RCВ · b = ___________

Плоскость неопределенного направления.

Реакция от силы FМ в точке C:

∑Мс = 0 ⇒ FМ ·c - RA · (a + b) = 0

=_____________=_____________.

Реакция от силы Fм в точке С:

∑МА = 0 ⇒- RСFм · (a + b) +Fм ·(а + b + c) = 0

= ___________________=____________.

Проверка: ∑F = 0 ⇒ Fм – RСFм + RАFм = 0

Строим эпюру изгибающих моментов от силы FМ в плоскости неопределенного направления.

Изгибающий момент в точке В от силы Fм ( ):

= - · a =______________=_________

Изгибающий момент в точке С от силы FМ ( ):

= Fм · с =_____________=________ .

RA = =_____________=___________.

RA = =________________=___________.

RC’ = =_________________=____________.

RC = =____=________________.

Суммарный изгибающий момент в точке В от сил в зацеплении:

Мизг.В' = = ____=___________.

Мизг.В= Мизг.В'+ Мизг.ВFм= _________________=__________________.

Изгибающий момент в точке С:

Мизг.С=__________________ .

Расчет на статическую прочность

Сечение I–I (точка С). Это сечение проходит через точку С.

Момент сопротивления при изгибе в точке С:

Wизг С = 0,1d63 =_________________=____________ мм3

Максимальное нормальное напряжение от изгиба:

σ изг max С = =__________________=_________МПа.

Момент сопротивления при кручении в точке С:

WкрС = 0,2d63 =________________=_____________мм3

Максимальное касательное напряжение в точке С:

τ max С = =___________________=_____________ МПа.

В прямозубой передаче осевая сила Fa отсутствует, поэтому σсж=0.

Коэффициент запаса прочности в точке С по нормальным напряжениям:

SТσС = =

 

где σТ = МПа для стали τТ = МПа

Коэффициент запаса прочности в точке С по касательным напряжениям:

SТτС = =

Общий коэффициент запаса прочности в точке С по пределу текучести:

SТС = =

 

при [ST] = 1,5…2.

Сечение II–II (точка В). Это сечение проходит через точку В, где располагается шпонка.

Для диаметра вала d7 = мм выбираем шпонку (из табл. П. 4, стр. 176) с параметрами b = мм, h = мм, t1 = мм.

Момент сопротивления изгибу:

Wизг В = 0,1d73 – =

Максимальное нормальное напряжение при изгибе:

σизг max В = =

 

 

Момент сопротивления при кручении в точке В:

WкрВ = 0,2d7 3- =

Максимальное касательное напряжение в точке В:

τ max В = =

 

Коэффициент запаса прочности в точке В по нормальным напряжениям:

SТσВ = =

 

Коэффициент запаса прочности в точке В по касательным напряжениям:

SТτВ = =

Общий коэффициент запаса прочности в точке В по пределу текучести:

SТВ = =

при [ST] = 1,5…2.

 

Расчет на усталостную выносливость:

Через В

σаВ=σизг В = =

 

 

SσВ = =

 

Коэффициент запаса прочности в точке В по касательным напряжениям:

SτВ = =

 

Амплитуда касательных напряжений в точке В:

τаВ=0,5 τВ=0,5 =

 

Общий коэффициент запаса прочности в точке В при расчете на усталостную выносливость:

SВ = ≥[S] = 1,5…2.

 

SВ = =

Условие прочности соблюдается.

 

Через С

σаС=σизг С = =

 

SσС = =

 

Коэффициент запаса прочности в точке С по касательным напряжениям:

SτС = =

 

 

Амплитуда касательных напряжений в точке С:

τаС=0,5· τС=0,5· =

 

 

Общий коэффициент запаса прочности в точке С при расчете на усталостную выносливость:

SС = ≥при [ST] = 1,5…2.

 

SС = =

 

 

Условие прочности соблюдается.

 

Расчет подшипников качения тихоходного вала:

RC =

Х= ; Y= ; V=

Эквивалентная динамическая нагрузка:

Pr2=(XVFr2+YFa2)·KσKT=

 

 

Расчет долговечности подшипника N (номер подшипника – выбрать среднюю или легкую серию и определить его долговечность)

 

Lh=a1·a2·(C/Pr2)p·(106/(60·n2))≥ Тэкв

 

Lh=a1·a2·(C/Pr2)p·(106/(60·n2))=

 

Тэкв = (рассчитано при кинематич.расчете привода)

 

Обозначение подшипника N :

d= мм; D= мм; B= мм

 

Основные характеристики подшипника N :

C= kH; C0= kH; nmax= мин -1

 

Подбор шпонок и их проверочный расчет:

На тихоходном валу:

Для диаметра вала d = мм

Размеры шпонки: b = мм, h = мм, l = мм

σсм = =

 

 

Для диаметра вала d = мм

Размеры шпонки: b = мм, h = мм, l = мм

σсм = =

 

 

На быстроходном валу:

Для диаметра вала d = мм

Размеры шпонки: b = мм, h = мм, l = мм

 

σсм = =

 

 


Список литературы

 

Предыдущая статья:Эскизная компоновка редуктора в масштабе 1:1 Следующая статья:"Записки охотника" И.С. Тургенева: эволюция жанра очерка
page speed (0.0107 sec, direct)