расчет валов (1065927)
Текст из файла
Раздаточный материал. Тема: «Валы и опоры».РАСЧЁТ ВАЛА1. Выбрать материал вала и определить его механические характеристики.2. Рассчитать изгибающие моменты в сечениях вала, построить эпюрыизгибающих и крутящих моментов, рассчитать диаметры вала на прочность поэквивалентным напряжениям (приведенному моменту Мпр) в наиболее опасныхсечениях вала.3. Произвести расчет вала на жесткость.4. Предложить конструкцию вала, соответствующую варианту схемы с учетомсобираемости его с подшипниками, зубчатыми колесами и корпусом.А. Расчет на прочностьЕсли на вал или его участок действует только крутящий момент Мк, то егодиаметр можно определить из условия прочности на кручение:d ≥ 3M к0.2 ⋅ [τ ]При одновременном действии крутящего Мк и изгибающего Ми моментов расчётможно вести через приведённый момент Мпр в опасном сечении:M ПР =M И2 + 0.75 ⋅ M K2по формуле:d≥3M ПР0.1 ⋅ [σ ]Б.
Расчет на жесткость.С целью уменьшения упругого мёртвого хода в точных механизмах крутильнаяжёсткость валиков определяется условиемϕРАСЧ ≤ [ϕ]где [ϕ] – допустимая величина угла закручивания валика на рабочей длине lраб (прирасчёте принять [ϕ]=20 угловых минут).Тогда диаметр валика на рабочем участке определяется по формуле:d ≥464 ⋅ MК⋅lπ ⋅ G ⋅ [ϕраб]Для уменьшения возможных перекосов, появления люфта и заклиниванияпередачи необходимо провести проверку размеров валов из условия изгибнойжёсткости по формуле:fрасч ≤ fпред ,1Раздаточный материал. Тема: «Валы и опоры».где:fрасч - расчётная величина прогиба валика в месте установки колеса или шкива,fпред - предельно допускаемая величина прогиба.В общем случае принимают fпред ≤ (0.0002...0.0003)L, где L – расстояние междуопорами либо между опорой и зубчатым колесом.По результатам расчета определить необходимые размеры и конструкцию вала.РАСЧЕТ И ПОДБОР ШАРИКОПОДШИПНИКОВВ настоящем задании предполагается расчет и подбор шарикоподшипниковтолько по динамической грузоподъемности.При расчетах принять:- температура в подшипниках не превышает 60oС;- возможные перегрузки до 200% расчетной нагрузки во всех вариантах задания.Расчетные формулыРасчётная динамическая грузоподъёмность (C)р определяется как:(C ) p = 0,01⋅ P ⋅ 3 60 ⋅ n ⋅ Lhгде:Lh – долговечность в часах,n – частота вращения, об/мин,Р – эквивалентная динамическая нагрузка, Н.Fа>eV ⋅ FrР=(Х•V•Fr+Y•[Fa±FS])•k б•kТ для радиально-упорных ш/п;FS=1,3FrtgαFа≤eприР=Fr•V•k σ•kТV ⋅ Frпараметры X, Y, kб, kT, e- приведены в таблицах 3 и 4;V=1,2 при вращающемся наружном кольце;V=1 при вращающемся внутреннем кольце.Пользуясь данными таблиц 5 и 6, подобрать подшипник, указать его номер ивыписать его табличные данные.Момент трения в шарикоподшипнике определяется по формуле:dfk=0.01…0.02 ммМтр=Мо+(1.25•Fr+1.5•Fa)•fк о , Нмм;dшD+ddо =М=0.04•dо, Нмм;2Р=(Х•V•Fr+Y•Fa)•k σ•kТпри2Раздаточный материал.
Тема: «Валы и опоры».Таблица 1d(мм)dш1234, 567, 89100.6811.5922.3833.53.96Пользуясь атласом ЭПУ [1] выбрать конструкцию вала с опорами. Для всехвариантов ширину колёс, устанавливаемых на валах, принять b = 4 мм.РАСЧЕТ ОПОР С ТРЕНИЕМ СКОЛЬЖЕНИЯ1. Выбрать тип и материал опор исходя из условий нагружения и эксплуатации(таблицы 7 и 8).2. Для выбранных материалов цапф и втулок (корпуса) определить по таблицам:– допускаемое давление [p],– допускаемое значение критерия теплостойкости [pv],– допускаемое значение напряжения изгиба цапфы [σи].3. Определить параметр λ=l/d по формуле 1λ≤1 [σи ] ⋅ π4[ρ]Обычно принимают l =0,5...1,5Если l не находится в допускаемом диапазоне, то необходимо выбрать другиематериалы с другими [σи] и [p].4.
Определить диаметры цапфd = 4⋅Fr ⋅ λπ ⋅ [ σи ]Найденное значение d округляется и согласуется с расчётными диаметрамиучастков валика из условий прочности и жёсткости.5. Найти длину цапфы l=λd6. Проверить найденные параметры цапф на соответствие критерию [pv]:F ⋅ωl≥ r2 ⋅ [ ρ v]Найденное значение l сравнить с ранее вычисленным (п.5) и выбратьнаибольшее значение, при этом должно выполняться условие (п.3). Если оно невыполняется, то необходимо проанализировать результаты расчетов и соответственноизменить параметры опор.7. Определить моменты трения в левой и правой опорах; а также к.п.д. опор:M −ММтр = 0,635·Fr·f·d; (f=0,08); Mтр(сум.)=Мтр(лев)+Мтр(прав).
η = кр тр(сум)М кр3Раздаточный материал. Тема: «Валы и опоры».Таблица 2Материалы для валовМаркаТермоσтσвσ-1ТвердостьсталиобрабМПаМПаМпа(среднее значение)40Х45ХУлучшУлучш850860105038060040ХН45ХН50ХНУлучш-800850900110011501200394-АС40АС40ХГНМАЦ20ХГНМУлучшУлучшУлучш450850120060010001400230190-230 HB240 HB260 HBне стойкиекоррозионноавтоматные1414-7512ХН220ХН3А12Х2Н4АУлучшУлучшЗ.но6007509507609501150330390530230 HB250 HB300 HBнерж.малое коробл.хладостойкие4543-7130Х13Улучш770950-44..51 HRC5632-7240Х13Улучш770950-40..50 HRCвыс.корр.стойкдо 300 град Сдо 400 град С235 НВ250 НВ-ПримечанияГОСТне стойкиекоррозионноне стойкиекоррозионно4543-71Для неуказанных значений можно приближенно принять: σ-1≈ 0.5σвHB ≈ σв/3.3 для высоколегированных сталейHB ≈ σв/3.5 для среднелегированных сталей4Раздаточный материал.
Тема: «Валы и опоры».Таблица 3Значения X и Y для радиальных и радиально-упорных однорядныхшарикоподшипников (ГОСТ 18855-82)α,o(градус)012FаCoFа>eV ⋅ FrFа≤eV ⋅ FrXY36Y0,0142,300,190,0281,990,220,0561,710,260,0841,550,281,450,300,1701,310,340,2801,150,380,4201,040,420,5601,000,440,0141,810,300,0571,460,371,220,451,130,480,2901,040,520,5701,000,540,431,000,570,410,870,680,370,660,950,1100,1100,17011001826Xe100,560,455Раздаточный материал. Тема: «Валы и опоры».Таблица 4Коэффициент безопасности kб *Характер нагрузки на подшипникеСпокойная без толчковЛегкие толчки. Кратковременная перегрузка до 125% расчетнойнагрузки.kб11...1,2Умеренные толчки. Вибрационная нагрузка.Кратковременная перегрузка до 150% расчетной нагрузки.1,3...1,5То же, в условиях повышенной надежности.1,5...1,8Значительные толчки.
Вибрация. Кратковре-менная перегрузка до 200%расчетной нагрузки1,8...2,5Нагрузки с сильными ударами и кратковременная перегрузка до 300%расчетной нагрузки.2,5...3* В устройствах с реверсивным электроприводом можно приближеннопринимать kб равным кратности пускового момента электродвигателя. Ввиброударных системах (например, с электромагнитным механизмом)принимать kб=3.6Раздаточный материал. Тема: «Валы и опоры».Таблица 5Параметры радиальных однорядных шарикоподшипников типа 0000(ГОСТ 8338-75*).Основные размеры, ммУсловное обозначениеdDBrDwzCСоННСверхлёгкая серия диаметров 8100008410000851000088458911162,5340,20,30,41,3001,5882,00099104206359801902805000,6801,0001,5882,0002,0002,3813,0003,0003,5003,9696767887877200220440750850116015801750210026203090200350400570790900107013800,6801,3002,0007791404501170391474401,5883,9693,9694,76366774402240226036001901180138020001,5882,3813,1753,9693,9693,9694,76376667775009201500221025602620357022043076011801380138020001,5883,96976145021707401180Сверхлёгкая серия диаметров 9100009110000921000093100009410000951000096100009710000981000099100090012345678910468111315171920221,62,3344556660,20,20,20,30,40,40,50,50,50,5Сверхлёгкая серия диаметров 82000154200008320000871,53747141,72,540,10,30,3Особо лёгкая серия диаметров 113171810037810919222636780,30,50,50,5Лёгкая серия диаметров 22324252627282934567891013161922242645567780,30,40,50,50,50,51,0Средняя Серия диаметров 33435451619560,50,57Раздаточный материал.
Тема: «Валы и опоры».Таблица 6Конструктивные параметрырадиальноупорных однорядных шарикоподшипников (ГОСТ 831-75)Основные размеры, ммУсловное обозначениеdDBTrDwZТип 1006000. Серия диметров 91006095513440,42,00071006096615550,42,3818Тип 6000. Серия диаметров 16017719660,53,969661001026880,54,76390,54,76380,54,7638Тип 36000. Серия диаметров 136100102688Тип 46000. Серия диаметров 146100Ю102688Тип 6000.
Серия диаметров 26023310440,31,58876025516550,53,17586026619660,53,96966027722770,54,76376028К824770,54,76388Раздаточный материал. Тема: «Валы и опоры».Таблица 7Материалы для втулок опор скольженияТвердостьМатериалГОСТПрим.БРОФ10-15017втулкиБРАЖ9-41628ЛС59-11711КорундАгатНВσвσоσ-1МПа90-1201,02505035110-1801,04908065втул.900,934301451055-72втулки1860-27503,4-3,8187,5893201107-62втулки900-10000,78-0.8890170-440втулки345,024,5253-40,46-0,8314--150,023Текстолит ПТКФторопластПолиамидная смола П-68Е· 1051598-73втулки13,5520159Раздаточный материал.
Тема: «Валы и опоры».Таблица 8Коэффициенты трения и допускаемые нагрузки для материалов опор скольженияМатериалы трущихся поверхностейКоэффициент трения f[p][pv]МПа Мпа м/сСталь-бронза ОЦСсо смазкой 0,055 – 1010-12Сталь-бронза ОФсо смазкой 0.0510-15до 20Сталь-бронза СЭОбез смазки 0.1-0.220-25до 30Сталь-бронза АЖ, АЖСбез смазки 0.1-0.215-25до 20Сталь закалённая – чугунсо смазкой 0.06до 10-Сталь закалённая-Сталь закалённаясо смазкой 0.0815-Сталь-текстолитбез смазки 0.2520-2525Сталь-полиамид0.15-0.2110-1515без смазки 0.44-50.7со смазкой 0.14-50.7без смазки 0.1410-1210со смазкой 0.0210-1210Сталь-металлокерамикаСталь-латунь ЛС59-1Сталь-ситалл-0.1-0.12Сталь-агат0.13--Сталь-корунд0.15--Сталь-рубин0.14--10Раздаточный материал.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
