ХОЗЯИН РПЗ (Готовый курсовой проект, неизвестный вариант 2), страница 3
Описание файла
Файл "ХОЗЯИН РПЗ" внутри архива находится в папке "Готовый курсовой проект, неизвестный вариант 2". Документ из архива "Готовый курсовой проект, неизвестный вариант 2", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "проектирование вальной коробки перемены передач" из 8 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "проектирование вальной коробки перемены передач" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "ХОЗЯИН РПЗ"
Текст 3 страницы из документа "ХОЗЯИН РПЗ"
4.Определение реакций в опорах валов.
Реакции в опорах валов проектируемой коробки перемены передач определяются на каждой передаче.
Расчётные схемы валов приведены на рисунке 4.1.
Рисунок 4.1
Входной вал статически определим, а значит, реакции в его опорах считаются следующим образом:
Ra=Fr,ti*(L-l1)/L
Rb=Fr,ti*l1/L
Промежуточный и выходной валы статически не определимы. Реакция в промежуточной опоре определяется по следующей зависимости:
Rc=Fr,ti*a*(L2-l12-a2)/(2*l1*l22)
Реакция в промежуточной опоре стала известной, таким образом, вал стал статически определимым, а значит, реакции в крайних опорах считаются следующим образом:
Ra=(Rc*l1-Fr,t i*(L-a))/L
Rb=(Rc*l2-Fr,t i*a)/L
Колёса, сидящие на промежуточном валу, находятся в зацеплении с колёсами входного вала и с колёсами выходного вала. Значит, особенность расчёта реакций в опорах промежуточного вала состоит в том, что считаются реакции от зацепления с колёсами входного и выходного валов по отдельности. Затем в каждой опоре итоговая реакция будет представлять собой их геометрическую сумму.
Результаты расчёта реакций в опорах всех валов на каждой передаче, проведённого на ЭВМ с помощью математического пакета Mathcad 14приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | З.Х. | |
Входной вал | |||||||
Ra Н | 10400 | 10400 | 10400 | 1777 | 1777 | 1777 | 10400 |
Rb Н | 2179 | 2179 | 2179 | 5031 | 5031 | 5031 | 2179 |
Промежуточный вал | |||||||
Ra Н | 2620 | 2812 | 50.5 | 6046.5 | 6309.5 | 5127 | 15580 |
Rb Н | 15468 | 2956 | 28.1 | 5004 | 982.2 | 44 | 92.3 |
Rc Н | 6362 | 2650 | 339.2 | 354 | 2564 | 1590 | 5365 |
Выходной вал | |||||||
Ra Н | 948 | 1129 | 1602 | 305.8 | 364.2 | 516.8 | 16520 |
Rb Н | 14120 | 2016 | 897 | 4555 | 650.3 | 289.5 | 1135 |
Rc Н | 5891 | 14490 | 11510 | 1901 | 4673 | 3714 | 6986 |
5.Расчёт валов
Назначается материал валов сталь 40ХН. Термообработка: улучшение и закалка ТВЧ, твердость в сердцевине – 269-302 НВ, твердость на поверхности 48 – 53 HRC. Диаметр вала определяется из условия достаточной жёсткости (изгибной и крутильной), затем вал рассчитывается на статическую прочность и сопротивление усталости.
Принимается допускаемый прогиб вала под установленным на нём зубчатым колесом 0,2 мм, допускаемый удельный угол закрутки 1,5 град/м.
Прогиб вала определяется графическим вычислением интеграла Мора по правилу Верещагина.
Условие достаточной изгибной жёсткости имеет вид:y≤[y]=0.2 мм.
Условие достаточной крутильной жёсткости имеет вид: ≤[ϑ]=1,5/град м
5.1.Расчёт входного вала.
Расчёт диаметра входного вала из условия достаточной крутильной жёсткости:
Далее вал проверяется на условие достаточной изгибной прочности (прогиб вала определяется графическим вычислением интеграла Мора по правилу Верещагина). Проверка вала на условие достаточной изгибной прочности проведена с помощью математического пакета Mathcad 14. Максимальный прогиб вала составил . Значит, рассчитанный диаметр вала из условия достаточной крутильной жесткости подходит для данного вида нагружения. Примем диаметр вала 45 мм (под установку подшипников качения).
Проверочный расчёт входного вала на статическую прочность:
На рисунке 5.1 показана расчетная схема входного вала.
Рисунок 5.1
Условие пригодности вала по статической прочности имеет вид:
Sт ≥ [ Sт ] = 1.3…2
На входном валу самым опасным сечением является сечение, в котором внутренний изгибающий момент достигает своего максимального значения.
σ=1000*Мизг/Wизг
Wизг = π * d3 / 32=8941,6 мм3
τ=1000*Mкр/Wкр
Wкр= π * d3/ 16=17883,3 мм3
σ=45,9 МПа
τ=51,6 МПа
Sтσ = σт/σ=750МПа/45,9МПа=16,3
Sтτ=τт/τ=450МПа/51,6Мпа=8,7
Проверочный расчёт входного вала на сопротивление усталости:
Условие пригодности вала по сопротивлению усталости:
Sт ≥ [ Sт ] = 1.5 … 2.5
Расчёт на сопротивление усталости входного вала ведётся в сечении, в котором начинаются шлицы, а внутренний изгибающий момент при этом наибольший.
1) КD, КD – коэффициенты снижения предела выносливости;
Значения КD ,КD вычисляются по формулам:
,
,
К, К - эффективные коэффициенты концентрации напряжений;
Кd, Кd - коэффициенты влияния абсолютных размеров поперечного сечения;
КF, КF - коэффициенты влияния качества поверхности;
КV - коэффициент влияния поверхностного упрочнения.
в = 920 МПа
2)Пределы выносливости в рассматриваемом сечении:
-1D = -1/КD
-1D = -1/ КD
-1, -1 – пределы выносливости гладких образцов при симметричном цикле изгиба и кручения;
-1D =321,3 МПа
-1D =116,4 МПа
3) Амплитуды напряжений цикла:
– вал с прямобочными шлицами;
a = 103*МΣ/Wизг =39,2 МПа
а =103*Т/WК=44,1 МПа
4) Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения:
D = / КD =0,051
= 0,1 (Сталь 40ХН)
5) Коэффициент запаса:
=>условие пригодности вала по сопротивлению усталости выполняется;
Таким образом, принимается d=45 мм.
5.2.Расчёт промежуточного вала.
Так как на промежуточном валу нет скользящих элементов (синхронизаторов, кулачковых муфт и т.д.), на его работоспособность его собственные прогибы практически не оказывают никакого влияния, поэтому диаметр вала считается из условия достаточной крутильной жёсткости, а затем вал проверяется по статической прочности и сопротивлению усталости.
Расчёт диаметра промежуточного вала из условия достаточной крутильной жёсткости:
Проверочный расчёт промежуточного вала на статическую прочность:
Рисунок 5.2
Как видно из рисунка 5.2, самым опасным сечением является сечение по посадочному месту колеса № 1 , так как изгибающий момент в этом сечении максимален, также действует крутящий момент.
σ=43,9 МПа
τ=44,1 МПа
Sтσ = σт/σ=750МПа/43,9 МПа=17,1
Sтτ=τт/τ=450МПа/44,1 МПа=10,2
Sт=8,76 => статическая прочность входного вала обеспечена;
Проверочный расчёт промежуточного вала на сопротивление усталости:
Расчёт на сопротивление усталости промежуточного вала проводится в том же сечении, что и расчет на прочность, так как именно в этом сечение внутренний изгибающий момент очень близок к максимальному, а также шлицы являются концентратором напряжений.
2)Пределы выносливости в рассматриваемом сечении:
-1D = -1/КD=420МПа/1,35=311МПа
-1D = -1/ КD=230МПа/1,406=163,5МПа
3) Амплитуды напряжений цикла:
a = 103*МΣ/Wизг =69,2 МПа
а =103*Т/WК=34,6 МПа
4) Коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения:
D = / КD =0,051
= 0,1 (Сталь 40ХН)
5) Коэффициент запаса: