![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Эпюры моментов 1-го вала
3.9 Расчёт 1-го вала
Крутящий момент на валу Tкр.= T1= 35036, 431 H·мм. Для данного вала выбран материал: сталь 45. Для этого материала: - предел прочности sb= 780 МПа; - предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба s-1= 0, 43 · sb= 0, 43 · 780 = 335, 4 МПа; - предел выносливости стали при симметричном цикле кручения t-1= 0, 58 · s-1= 0, 58 · 335, 4 = 194, 532 МПа.
1 - е с е ч е н и е.
Диаметр вала в данном сечении D = 32 мм. Это сечение при передаче вращающего момента через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки. Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
St=, где: (11.12)
- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:
tv= tm= = 0, 5 · = 2, 987 МПа, (11.13)
здесь
Wкнетто= (11.14)
Wкнетто= = 5864, 451 мм3
где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза; - yt= 0.1 - см. стр. 166[1]; - b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]. - kt= 1, 7 - находим по таблице 8.5[1]; - et= 0, 77 - находим по таблице 8.8[1]; Тогда:
St= 27, 409.
Радиальная сила муфты, действующая на вал, найдена в разделе " Выбор муфт" и равна Fм1= 191 Н. Приняв у вала длину посадочной части равной длине l = 191 мм, Находим изгибающий момент в сечении: Mизг.= Tм1· l / 2 = 528 · 191 / 2 = 50424 Н·мм. (11.15) Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Ss=, где: (11.16)
- амплитуда цикла нормальных напряжений:
sv= 19, 046 МПа, (11.17)
здесь
Wнетто= (11.18) Wнетто= = 2647, 46 мм3,
где b=10 мм - ширина шпоночного паза; t1=5 мм - глубина шпоночного паза; - среднее напряжение цикла нормальных напряжений:
sm= 0 МПа, где (11.19)
Fa= 0 МПа - продольная сила в сечении, - ys= 0, 2 - см. стр. 164[1]; - b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]; - ks= 1, 8 - находим по таблице 8.5[1]; - es= 0, 88 - находим по таблице 8.8[1]; Тогда:
Ss= 8, 351.
Результирующий коэффициент запаса прочности:
S = = = 7, 988 (11.20)
Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2, 5. Сечение проходит по прочности.
2 - е с е ч е н и е.
Диаметр вала в данном сечении D = 35 мм. Концентрация напряжений обусловлена посадкой подшипника с гарантированным натягом (см. табл. 8.7[1]). Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям:
Ss= (11.21)
- амплитуда цикла нормальных напряжений:
sv= 15, 053 МПа, (11.22)
здесь
Wнетто= 4209, 243 мм3 (11.23)
- среднее напряжение цикла нормальных напряжений:
sm= 3, 064 МПа, (11.24) здесь: Fa= 2948, 119 МПа - продольная сила,
- ys= 0, 2 - см. стр. 164[1]; - b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]; - s= 3, 102 - находим по таблице 8.7[1]; Тогда:
Ss= 6, 88.
Коэффициент запаса прочности по касательным напряжениям:
St= где: (11.25)
- амплитуда и среднее напряжение отнулевого цикла:
tv= tm= (11.26) tv= tm= = 2, 081 МПа,
здесь
Wк нетто= 8418, 487 мм3 (11.27)
- yt= 0.1 - см. стр. 166[1]; - b = 0.97 - коэффициент, учитывающий шероховатость поверхности, см. стр. 162[1]. - = 2, 202 - находим по таблице 8.7[1]; Тогда:
St= 39, 441.
Результирующий коэффициент запаса прочности:
S = = = 6, 778 (11.28)
Расчётное значение получилось больше минимально допустимого [S] = 2, 5. Сечение проходит по прочности.
3 - е с е ч е н и е.
Червячный вал порверять на прочность не следует, так как размеры его поперечных сечений, принятые при конструировании после расчёта геометрических характеристик (d1=80мм, da1=90мм, df1=68мм), значительно превосходят те, которые могли бы быть получены расчётом на кручение. Проверим стрелу прогиба червяка (расчёт на жёсткость). Приведённый момент инерции поперечного сечения червяка:
Jпр= (11.29)
Jпр= = 1261782, 205 мм4
(формула известна из курса 'Сопротивления материалов' и 'Детали машин')
Стрела прогиба:
f = (11.30)
f = = 0, 0029 мм,
где l = 300 мм - расстояние между опорами червяка; Fx=875, 911H, Fy=1073, 028H - силы, действующие на червяк; E=2, 1 · 105Н·мм2.
Допускаемый прогиб: [f] = (0, 005...0, 01) · m = 0, 025...0, 05 мм. Таким образом, жёсткость червяка обеспечена, так как f £ [f]
3.10 Расчёт моментов 2-го вала
Mx1= 0 Н · мм My1= 0 Н · мм
M1= = = 0 H · мм (11.31)
Mx2' = (11.32) Mx2' = = -113498, 885 H · мм Mx2" = (11.33) Mx2" = = -222987, 76 H · мм My2' = (11.34) My2' = = 182472, 217 H · мм My2" = (11.35) My2" = = 182472, 217 H · мм
M2' = = = 214890, 918 H · мм (11.36) M2" = = = 288131, 309 H · мм (11.37)
Mx3= (11.38) Mx3= = -258210, 997 H · мм My3= (11.39) My3= = 141259, 728 H · мм
M3= = = 294325, 041 H · мм (11.40)
Mx4= 0 Н · мм My4= 0 Н · мм
M4= = = 0 H · мм (11.41)
|