Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Основні теоретичні відомості






Проектування валу починають з визначення діаметру вихідного кінця виходячи з розрахунку на кручення без врахування

(1)

де ТК – крутний момент, Н*мм; [τ К] - допустима напруга кручення, для валів з сталі 40, 45 приймають значення [τ К]=15-25МПа. Отриманий результат округлюють до найближчого більшого значення із стандартного ряду: 10; 10, 5; 11; 11, 5; 12; 13; 14; 15; 16; 17; 18; 20: 21; 22; 24; 25; 26; 28; 30; 32; 33; 34; 36; 38; 40; 42; 45; 48; 50; 52; 55; 60; 63; 65; 70; 75; 80; 85; 90; 95; 100; 105; 110; 120; 125; 130 і далі через 10 мм.

Потім визначають діаметр для встановлення підшипника

мм (2)

Діаметр під ущільнення

dy= dп – 1…2мм (3)

Діаметр під шестернею або колесо

dк = dп + 4…5 мм (4)

Намітивши конструкцію валу, встановивши основні розміри його, виконують уточнений перевірочний розрахунок, що полягає у визначенні коефіцієнтів запасу міцності s в небезпечних перетинах:

(5)

Розрахункове значення s повинно бути не нижче допустимого [ s ].

По формулі (6) визначають коефіцієнт запасу міцності по нормальним напругам

(6)

де σ -1 — межа витривалості стали при симетричному циклі згину; для вуглецевих конструкційних сталей σ -1= 0, 43σ в; для легованих σ -1= 0, 35σ в+ (70…120)МПа; σ в – межа міцності; k s— ефективний коефіцієнт концентрації нормальної напруги (таблиця 1-4);

 

 

es — масштабний фактор для нормальних напруги (таблиця 5); b — коефіцієнт, що враховує вплив шорсткості поверхні: при Rа — 0, 32…2, 5 мкм приймають b = 0, 97…0, 90; s v — амплітуда циклу нормальної напруги, рівна найбільшій напрузі в перерізі, що розглядається; s т - середня напруга циклу нормальних напруг, якщо осьове навантаження Fa на вал відсутнє або мале, то приймають s т = 0, інакше

(7)

(8)

де М max - максимальний згинаючий момент; W – осьовий момент опору: для круглого поперечного перерізу , для перерізу з шпонковим пазом де d – діаметр валу; b – ширина паза, а – глибина паза на валу

 

Коефіцієнт ψ s для вуглецевої сталі, що мають s В= 650… 750МПа приймають ψ s =0, 2, для легованих сталей ψ s =0, 25…0, 3

 

Таблиця 1 -Значення коефіцієнтів ks та kt для валів з галтелями

D/d r/d Вали із сталі, що має sв, МПа
               
ks kt
До 1, 1 0, 02 0, 04 0, 06 0, 08 0, 10 0, 15 0, 20 1, 96 1, 66 1, 51 1, 40 1, 34 1, 25 1, 19 2, 08 1, 69 1, 52 1, 41 1, 36 1, 26 1, 21 2, 20 1, 75 1, 54 1, 42 1, 37 1, 27 1, 22 2, 35 1, 81 1, 57 1, 44 1, 38 1, 29 1, 23 1, 30 1, 20 1, 16 1, 12 1, 09 1, 06 1, 04 , 35 1, 24 1, 18 1, 14 1, 11 1, 07 1, 05 1, 41 1, 27 1, 20 1, 16 1, 13 1, 08 1, 06 1, 45 1, 29 1, 23 1, 18 1, 15 1, 09 1, 07
1, 1…1, 2 0, 02 0, 04 0, 06 0, 08 0, 10 0, 15 0, 20 2, 34 1, 92 1, 71 1, 56 1, 48 1, 35 1, 27 2, 51 1, 97 1, 74 1, 58 1, 50 1, 37 1, 29 2, 68 2, 05 1, 76 1, 59 1, 51 1, 38 1, 30 2, 89 2, 13 1, 80 1, 62 1, 53 1, 40 1, 32 1, 50 1, 33 1, 26 1, 18 1, 16 1, 10 1, 06 1, 59 1, 39 1, 30 1, 22 1, 19 1, 11 1, 08 1, 67 1, 45 1, 33 1, 26 1, 21 1, 14 1, 10 1, 74 1, 48 1, 37 1, 30 1, 24 1, 16 1, 13
1, 2…2 0, 02 0, 04 0, 06 0, 08 0, 10 0, 15 0, 20 2, 40 2, 00 1, 85 1, 66 1, 57 1, 41 1, 32 2, 60 2, 10 1, 88 1, 68 1, 59 1, 43 1, 34 2, 80 2, 15 1, 90 1, 70 1, 61 1, 45 1, 36 3, 00 2, 25 1, 96 1, 73 1, 63 1, 47 1, 38 1, 70 1, 46 1, 35 1, 25 1, 21 1, 12 1, 07 1, 80 1, 53 1, 40 1, 30 1, 25 1, 15 1, 10 1, 90 1, 60 1, 45 1, 35 1, 28 1, 18 1, 14 2, 00 1, 65 1, 50 1, 40 1, 32 1, 20 1, 16

Таблиця 2 - Значення коефіцієнтів ks та kt для валів з однією шпонковою канавкою

Коефі- цієнти sВ, МПа
       
ks 1, 6 1, 75 1, 80 1, 90
kt 1, 5 1, 6 1, 7 1, 90

Таблиця 3 - Значення коефіцієнтів ks та kt для валів з радіальними отворами

a/d ks kt
Для валів із сталей, які мають sВ, МПа
£ 700     £ 700    
Більше 0, 05 до 0, 15 2, 0 2, 02 2, 12 1, 75 1, 83 1, 90
Більше 0, 15 до 0, 25 1, 8 1, 82 1, 9
Примітка: Момент опору нетто: - при згині ; при крученні  

 

Таблиця 4 - Значення для валів з напресованими деталями при тиску напресовки вище 20 МПа

d, мм sв, МПа Примечание
       
  2, 0 2, 35 2, 6 2, 7 3, 3 2, 3 2, 6 2, 8 3, 2 3, 6 2, 6 3, 0 3, 3 3, 65 4, 0 3, 0 3, 4 3, 8 4, 0 4, 5 1. Для дотичних напруг 2. При тиску напресовки 10-20 МПа зменшують kt/es на 5-15%

 

Таблиця 5 - Значення es и et

Сталь Діаметр вала, d, мм
             
Вуглецева es 0, 92 0, 88 0, 85 0, 82 0, 76 0, 70 0, 61
et 0, 83 0, 77 0, 73 0, 70 0, 65 0, 59 0, 52
Легована es et 0, 83 0, 77 0, 73 0, 70 0, 65 0, 59 0, 52

sτ – коефіцієнт запасу міцності по дотичним напругам

(9)

де τ -1 – межа міцності сталі при симетричному циклі кручення; для конструкційних сталей приймають τ -1= 0, 58* σ -1, інші позначення формули (7) мають те саме значення, що і формулі (6), з тією різницею, що вони відносяться до напруг кручення. Значення eτ подані в таблиці 5; kτ – по таблицям 1-4; ψ τ =0, 1 для згадуваних вище сталей; значення τ σ і τ m визначають допускаючи, що внаслідок коливань крутного моменту Т напруги кручення змінюються по від нульового циклу, тобто

(10)

де Wк – полярний момент інерції для круглого поперечного перерізу , для перерізу з шпонковим пазом

Для з’єднання валу з деталями, що обертаються часто застосовують призматичні шпонки таблиця 6із сталі, що має σ в ≥ 600МПа, наприклад із сталей 45, Ст6

Таблиця 6 - Шпонки призматичні (по ГОСТ 23360-78), розміри, мм

Діаметр валу d     Переріз b х h Глубина паза Фаска s x 45о    
вала t1 втулки t2
Вище 10 до 12 4x4 2, 5 1, 8 0, 08 - 0, 16
» 12» 17 » 17» 22 » 22» 30 5 x 5 6 x 6 8 x 7 3, 0 3, 5 4, 0 2, 3 2, 8 3, 3   0, 16 - 0, 25
» 30» 38 » 38» 44 » 44» 50 » 50» 58 » 58» 65 10 х 8 12 x 8 14 x 9 16 х 10 18 x 11 5, 0 5, 0 5, 5 6, 0 7, 0 3, 3 3, 3 3, 8 4, 3 4, 4     0, 25 - 0, 40
» 65» 75 » 75» 85 » 85» 95 » 95» 110 20 x 12 22 x 14 25 x 14 28 x 16 7, 5 9, 0 9, 0 10, 0 4, 9 5, 4 5, 4 6, 4     0, 40 - 0, 60
Примітка: 1. Довжину шпонки вибирають із ряду: 6; 8; 10; 12; 14; 16; 18; 20; 25; 28; 32; 36; 40; 45; 50; 56; 63; 70; 80; 90; 100; 110; 125; 140; 160; 180; 200 … (до 500), 2. Матеріал шпонок — сталь чистотянута з тимчасовим опором розриву не меньше 590 МПа. 3. Приклад умовного позначення шпонок: виконання 1, переріз b х h = 20 х 12, доажина 90 мм: Шпонка 20 х 12 х90 ГОСТ 23360-78 Виконання 2 Шпонка 220 х 12 х 90 ГОСТ 23360- 78

 

Довжину шпонки приймають із стандартного ряду так, щоб вона була на 5…10мм менше довжини ступиці.

Напруги зминання вузьких граней шпонок не повинні перевищувати допустимих значень

(11)

де σ зм – напруга зминання; lР – робоча довжина шпонки: для шпонок з плоскими торцями lР= l; при закруглених торцях lР= l- b; [σ зм] – допустима напруга зминання, [σ зм]≤ 100МПа

 

Завдання

Провести розрахунок діаметрів ведучого валу одноступеневого циліндричного редуктора, провести його уточнений розрахунок валу, підібрати та перевірити на міцність по зминанню призматичну шпонку із закругленими торцями під шестерню

(Дані приймають по практичній роботі № 12)


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.008 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал