![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Проверочный расчёт валов с определением коэффициента запаса в опасном сечении
Диаметры валов:
для быстроходного (входного) вала:
d=28 мм
dп=35 мм
dБП=40 мм
для промежуточного вала:
dК=35 мм
dБК=40 мм
dБП=35 мм
dп=30 мм dП ≤ dК
для тихоходного (выходного) вала:
d=45 мм
dП=55 мм
dБП=63 мм dК ³ dБП Для удобства сборки и разборки узла вала, замены подшипников и других насаживаемых деталей валы выполняют ступенчатыми.
Проверочный расчёт валов Быстроходный вал:
Ft1=1989 H – окружное усилие Fa1= Ft1× tgβ = 1989× tg23=844 H – осевая сила Fr1= Ft1× tgα /сosβ = 1989× tg20 /сos23=786 H - радиальная сила где α -угол зацепления в нормальном сечении Диаметр шестерни: d1=50 мм
Определим реакции опор: SМА=0 Fr1× 44+RBY× (44+55)+Fa1× (50/2)=0 RBY= -Fr1× 44-Fa1× (25) /99=-786× 44-844× (25) /99=-562 Н
SFy=0 Fr1+RAY+ RBY =0 RAY= -Fr1 - RBY=-786 +562=-224 H
SМА=0 Ft1× 44+RBX× (44+55) =0 RBX= -Ft1× 44 /99=-1989× 44 /99=-884 Н
SFy=0 Ft1+RAX+ RBX =0 RAX= -Ft1 - RBX=-1989 +884=-1105 H Строим эпюры: Ми= Ft1× 44× 55 /(44+55)=48620 Нмм Мс= Fa1× (50/2)=21100 Нмм
Расчет вала на сопротивление усталости Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности. Расчет выполняют в форме проверки коэффициента S запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне [S]=1, 5 – 2, 5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля.
Выберем материал вала: из табл. 10.2 [4] сталь 40Х: Твердость НВ 270 - min
Коэффициент:
Вычисляем S для предположительно опасного сечения: S – коэффициент запаса прочности Расчетное значение S должно быть в диапазоне [S]=1, 5 – 2, 5
В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: Тогда Напряжение в опасном сечении: где W –момент сопротивления сечения вала при изгибе Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Тогда: Тогда: В расчетах валов принимают, что касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу:
где Mk=T – крутящий момент Wk – момент сопротивления сечения вала при кручении Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Тогда: Тогда:
Промежуточный вал: Ft1=6397 H – окружное усилие Ft2=1989 H Fa1= Ft1× tgβ = 6397× tg25=2650 H – осевая сила Fa2= Ft2× tgβ = 1989× tg23=844 H Fr1= Ft1× tgα /сosβ = 6397× tg20 /сos25=2569 H - радиальная сила Fr2= Ft2× tgα /сosβ = 1989× tg20 /сos23=786 H где α -угол зацепления в нормальном сечении Диаметр шестерни: d1=59 мм Диаметр колеса: d2=200 мм
Определим реакции опор: SМА=0 -Fr1× 26-Fr2× 92+RBY× 114-Fa2× (200/2) -Fa1× (59/2)=0 RBY=2646 Н SFy=0 RАY -Fr1-Fr2 + RBY =0 RAY= 709 H
SМВ=0 -Ft1× 88+ Ft2× 22+RАX× 114=0 RАX= -4554 Н
SFХ=0 Ft1+RAX+ RBX- Ft2 =0 RBX=146 Н Строим эпюры: Расчет вала на сопротивление усталости Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности. Расчет выполняют в форме проверки коэффициента S запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне [S]=1, 5 – 2, 5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля.
Выберем материал вала: из табл. 10.2 [4] сталь 40Х: Твердость НВ 270 - min
Коэффициент:
Вычисляем S для предположительно опасного сечения: S – коэффициент запаса прочности Расчетное значение S должно быть в диапазоне [S]=1, 5 – 2, 5
В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: Тогда Напряжение в опасном сечении: где W –момент сопротивления сечения вала при изгибе Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Тогда: Тогда: В расчетах валов принимают, что касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу:
где Mk=T – крутящий момент Wk – момент сопротивления сечения вала при кручении Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Тогда: Тогда:
Тихоходный вал: Fц=mν 2-3, 8× 6× Vц2=3, 8× 6× 1, 62=58, 4 Н – сила действующая на вал Ft2=6397 H – окружное усилие Fa2= Ft1× tgβ = 6397× tg25=2650 H – осевая сила Fr2= Ft1× tgα /сosβ = 6397× tg20 /сos25=2569 H - радиальная сила где α -угол зацепления в нормальном сечении Диаметр колеса: d2=191 мм
Определим реакции опор: SМА=0 Fr2× 27+RBY× (27+25)-Fa2× (191/2)=0 RBY= 3533 Н
SFy=0 Fr2+RAY+ RBY =0 RAY= -Fr2 - RBY=- 2569-3533=-6102 H
SМА=0 Fц× 120, 5-Ft2× 27+RBX× 52 =0 RBX= 3186 Н
SFХ=0 -Fц -Ft2+RAX+ RBX =0 RAX=3269 H Строим эпюры:
Расчет вала на сопротивление усталости Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности. Расчет выполняют в форме проверки коэффициента S запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне [S]=1, 5 – 2, 5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля.
Выберем материал вала: из табл. 10.2 [4] сталь 40Х: Твердость НВ 270 - min
Коэффициент:
Вычисляем S для предположительно опасного сечения: S – коэффициент запаса прочности Расчетное значение S должно быть в диапазоне [S]=1, 5 – 2, 5
В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: Тогда Напряжение в опасном сечении: где W –момент сопротивления сечения вала при изгибе Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Тогда: Тогда: В расчетах валов принимают, что касательные напряжения изменяются по отнулевому циклу:
где Mk=T – крутящий момент Wk – момент сопротивления сечения вала при кручении Предел выносливости вала в рассматриваемом сечении:
Тогда: Тогда:
|