Anuriev_T2 (522954), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Радиальная на зка г" и иложена к се дине длины конца вала, 7. Значения коэффициента Х в зависимости от характера нагрузки, прочности и твердости материала вала 90 000 100 000 125 000 19 ВАЛЫ РАСЧЕТ ВАЛОВ Расчет на прочность Д 103 Р и =113~ ' Гр и (2) или ~ — 123 Р и (3) 100 [азиз]— 32 ~ ~4 ~1 ~4 ~4 1 — О =01 д4 для круг- Расчет на жесткость =м„ максимальный приведенный (результируюший) момент в опасном сечении, Нмм При расчете валов на жесткость диаметры их получаются больше, чем при расчете на прочность, и они работают преимушественно с невысокими напряжениями.
Поэтому расчет валов целесообразно вести упрошенно, не учитывая динамический характер нагрузки, т. е. не вводя в формулы коэффициенты концентрации напряжений, характеристики циклов нагружения и т.п. Эти факторы учитывают приближенно соответствуюшим выбором допускаемых напряжений. Валы на прочность рассчитывают по формуле где И~ — момент сопротивления в опасном сечении, ммз: И' = = О,И вЂ” для кругхс1 3 32 лого сплошного сечения (см. рис. 1); лого полого сечения (см. рис. 2); 1оиз1 допускаемое напряжение, МПа (см.
табл. 9), определяемое при динамическом расчете стачьных вачов по пределу выносливости с учетом факторов, вызываюших концентрацию напряжений, и диаметру вала; Мимаксимальныи изгибающий момент в опасном сечении, Н мм: здесь Ми г и Ми, - максимальные изгибаюшие моменты в опасном сечении, Н мм, действуюшие соответственно в горизонтальной и вертикачьной плоскостях; М,р— максимачьный крутящий момент в опасном сечении, Н.мм; Диаметр вала из среднеуглеродистой стали (о, = 500 —: 800 МПа) при расчете на прочность приближенно определяют по следуюшим формулам: при постоянной нагрузке и небольших изгибаюших моментах (короткие валы из стали Ст5, Стб и 45) при переменной нагрузке и малых изгибаюших моментах или при постоянной нагрузке и средних изгибаюших моментах при переменной нагрузке и средних изгибаюших моментах или при постоянной нагрузке и значительных изгибаюших моментах (длинные валы) где И вЂ” в см; Р - передаваемая мошность, кВт; и — частота врашения вала, мин '.
Формулы составлены из расчета вала на кручение и обусловливают напряжения: формула (1) |„р = 50 МПа; формула (2) |„р = 37 МПа; формула (3) |„р = 28,5 МПа. При наличии шпоночного паза в опасном сечении вала полученное значение необходимо увеличить на 5-10%. Вал, рассчитанный из условий динамической прочности, может не обеспечить нормальной работы зубчатых колес и подшипников, если под действием передаваемых усилий он будет чрезмерно деформироваться. Расчет на жесткость сводится к определению прогибов у (рис. 3-6), углов наклона оси вала 0 и к сопоставлению их с допускаемыми.
Допускаемый прогиб вала не должен превышать 0,0001-0,0005 расстояния между опорами или под зубчатыми колесами 0,01-0,03 модуля в см. Углы наклона оси вала в опорах не должны превышать 0,00! радиана при зубчатых колесах; то же в радианах, не более: 0,0025 - для цилиндрических роликоподшипников; ОСИ И ВАЛЫ 7,0 1,0 1~12 7 4 10 сХ Рис.
3 ~1З 7 4 У' 10 сХ -0,Ю Рис. 4 д > (10,5 —:12,5) и' 0,1Б 000 Рис. 5 Т Тдл. ! Т = 974000 Рдл и -1,7 Рис. б 0 0,г 0,Ч 0Б 0,В 10 х/~ 0,0016 - для конических роликоподщипников; 0,005 - для однорядных шарикоподшипников; 0,05 - для сферических подшипников. Угол наклона оси вала 0 и прогиб вала у в расчетном сечении для двух основных схем нагружения (см. рис. 3-6) определяют по формулам где 0 - в рад; И и у - в см, 'Д - в Н; Л, и К„- коэффициенты, учитывающие связь между точкой приложения силы и точкой, в которой определяют деформацию; коэффициенты берут по графикам (см. рис. 3-6).
Действительные деформации вала (согласно принципу наложения деформаций) определяют алгебраическим суммированием деформаций от каждой силы. Для проверки вала на жесткость по углу закручивания при ~~р] = (4,4-: 8,8)10 рад (- 0,25 + 0,5') на 1 м длины вала пользуются формулой где И - в см, Р - в кВт, л — в мин '. Определение врашаюшего момента За расчетный момент принимают наибольший длительно действующий момент. Расчетный вращающий момент на валу где Т, - момент на валу двигателя, Н см; л КПД участка кинематической цепи от двигателя до рассчитываемого вала; 1 = —- и Р~О передаточное отношение от двигателя до вала; и - расчетная частота вращения вала, оси и вллы Определение нагрузок на валы Фуиже Рис.
9 Р= —, 2Т УИущаа Ц = 200овГяп —, 2' Рис, 10 Рис. 8 Рис. 11 За расчетную нагрузку принимают максимальную длительно действующую нагрузку. Расчетную нагрузку определяют: по мощности (задаваемой обычно на входе и выходе коробки передач), КПД и скорости; по моментам или силам (задаваемым обычно тоже на входе или выходе), передаточному отношению и КПД.
Расчетную частоту вращения вала, мин-', выбирают соответственно по частоте вращения шпинделя и „или выходного вала коробки, при которой они передают наибольшие моменты (обычно берут минимальную частоту вращения шпинделя, при которой передается полная мощность). Окружная сила на зубчатых колесах и цепных звездочках где И вЂ” делительный диаметр зубчатого колеса или цепной звездочки; Т вЂ” вращающий момент. Нагрузку на вал от цепной передачи приближенно принимают направленной параллельно ведущей ветви цепи и равной окружной силе, умноженной на коэффициент, зависящий от положения передачи (для горизонтальной передачи 1,15, для вертикальной 1,05).
Нагрузку на вал (в Н) от ременной передачи при расчете на усталость приближенно принимают направленной вдоль линии центров шкивов и определяют по формуле где ов - начальное натяжение, обычно принимаемое для плоскоременных передач равным 1,8 МПа, а для клиноременных 1,2 — 1,5 МПа; Р - плошадь поперечного сечения ремня, см2; а — угол обхвата шкива, град. Так как начальное натяжение при перетяжке в 1,5 раза больше нормального, то наибольшую нагрузку на вал можно определить по формуле ц = 1,50= з00,Р 1п —.
2 На рис. 8-11 изображено графическое определение сил, действующих на вал и подшипники, по заданной окружной силе (для зубчатой передачи с углом зацепления а = 20'и с учетом угла трения р = 5 —: 6'). ВАЛЫ 8. Определение реакций ° опорах "г 41 4 Приложенная сила Реакция опор + Вз + Вг + А1 + В1 — Аз + А2 Формула Аг=Вг=— 0г 2 1. — 0з Ь вЂ” О) ! — 0з а — 01 Если нагрузки, действующие на вал, не лежат в одной плоскости, то их раскладывают по двум взаимно перпендикулярным координатным плоскостям и в каждой из этих плоскостей определяют реакции опор и изгибающие моменты, а затем проводят геометрическое суммирование.
Нередко расчет может быть упрощен удачным выбором координатных плоскостей. Например, если окружные силы от ведомого и ведущего элементов взаимно параллельны или взаимно перпендикулярны, то оси координат следует направлять вдоль действия этих сил. Отклонениями от параллельности или перпендикулярности в пределах 10 — 15' следует пренебрегать, совмещая силы с осями координат.
Допускается также совмещение сил в одну плоскость, если угол между ними не более 30'. Определение реакций опор и изгибаницих моментов При расчете вал принимают за балку, лежащую на шарнирных опорах. Эта расчетная схема точно соответствует действи- тельному положению только для валов на подшипниках качения, установленных по одному или по два в опоре; при двух подшипниках должна быть обеспечена самоустанавливаемость опоры; например, установкой конических роликоподшипников вершинами роликов в разные стороны.
Для других опор такую расчетную схему можно применять как приближенную. При длинных несамоустанавливающихся подшипниках скольжения, расположенных по концам вала, равнодействующую реакции подшипника следует предполагать приложенной к точке, отстоящей от его кромки со стороны пролета на 1/3 — 1/4 длины подшипника. При расчете валов, вращающихся в длинных подшипниках скольжения ((/И= 3), расчетная схема приближается к схеме балки с заделанными концами.
В табл. 8 и на рис. 12 приведены формулы для определения реакций опор и изгибающих моментов двухопорных валов с характерными случаями нагружения. 1 А = А1 + Аг + Аз' В = В1 + Вг + Вз (алгебраическая сумма). Ог 2. Если приложенная сила 0„ имеет направление, обратное указанному на рисунке, то реакции в опоре А„и В„меняют знак на обратный. 3.
0„= А„+ В„(для проверки). оси и вдлы А в, В, А, А, А, Аг В, А 3 вЯв, Рис. 12. Определеыие реакций опор и изгибающих момеытов двухопорыых валов с приведеыиыми случаямы ыагружеыия Диаметр вала можно найти по табл. 10, зная изгибающий и вращающий моменты. Табл. 10 составлена по формуле При этом [о„,] взяты из табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
