dunaev_lelikova (819766), страница 34
Текст из файла (страница 34)
12.8). Для большинства валов применяют термически обрабатываемые среднеуглеродистые и легированные стали марок 45, 40Х; для высоконапряженных валов ответственных машин — легированные стали марок 40ХН, 20Х, 12ХНЗА. 272 12.8. Механические характеристики сталей Механические характеристики, Нlмм Диаметр заготовки, мм Твердость НВ(не менее) Коэф- фициент Ч/ Марка стали ов тт Любой < 120 Ст5 45 <80 < 200 < 120 < 200 <!20 < 120 40Х 40ХН 20Х ! 2ХЮА 18ХГГ <60 Выполняют расчеты валов на статическую прочность и «а сопротивление усталости Расчет проводят в такой последовательности: по чертежу сборочной единицы вала составляют расчетную схему, на которую наносят все внешние силы, нагружающие вал, приводя плоскости их действия к двум взаимно перпендикулярным плоскостям (горизонтальной Х и вертикальной У).
Затем определяют реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскостях. В этих же плоскостях строят эпюры изгибающих моментов М„и М, отдельно эпюру крутящего момента М,. Предположительно устанавливают опасные сечения, исходя из эпюр моментов, размеров сечений вала и концентраторов напряжений (обычно сечения, в которых приложены внешние силы, моменты, реакции опор или места изменений сечения вала, нагруженные моментами). Проверяют прочность вала в опасных сечениях, Расчет на статическую прочность. Проверку статической прочности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывании предохранительного устройства).
г7З 190 240 270 240 270 270 197 260 330 520 780 900 790 900 920 650 950 1!50 280 540 650 640 750 750 400 700 950 150 290 390 380 450 450 240 490 660 220 360 410 370 410 420 310 430 500 130 200 230 210 240 230 170 240 280 0,06 0,09 0,10 0,09 0,10 О,! 0 0,07 0,10 0,12 Величина перегрузки зависит от конструкции передачи (привода). Так, при наличии предохранительной муфты величину перегрузки определяе~ момент, при котором эта муфта срабатывает, При отсутствии предохранительной муфты возможную перегрузку условно принимают равной перегрузке при пуске приводного электродвигателя.
В расчете используют коэффициент перегрузки К„ = Т,„/ Т, где Т,„— максимальный кратковременно действующий вращающий момент (момент перегрузки); Т вЂ” номинальный (расчетный) вращающий момент. Для асинхронных электродвигателей К„= 2,2 ... ... 2,9 (см. табл, 19.28).
В расчете определяют нормальные о и касательные т напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок: о = 1О'М,„ / И'+ Р .„ / А; т = 10'М„,„ /И',, где М,„,„= К„М„'+Мг — суммарный изгибающий момент, Н.м; М„„„= Т,„= К„Т вЂ” крутящий момент, Н м; Р'„,„= ʄà — осевая сила, Н: И'и И', — моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм; А — площадь поперечного сечения, мм .
3 г Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям (пределы текучести о, и т, материала см. табл. 12.8): 5„= о, /и; Я„= т, /т; Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений я, =ю л„/ я' +~,', . Статическую прочность считают обеспеченной, если 5, >(5,), где (5,1 = 1,3 ... 2 — минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести (назначают в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля).
Моменты сопротивления И' при изгибе, И'„при кручении и площадь А вычисляют по нетто-сечению: 274 длзееюйМиного круглого сечения диаметром 27 В'= л /3~/32; И'„= л й~/16; А = л /3 /4; а) Рис. 12Л8 для полого круглого сечения (рис. 12.18, а) И' = «„л /7'/32; И'„= «„л О~/16; А = л (/3~ — с/~) /4, где «„= ! — (с///7) — коэффициент пересчета: дЮ 0,4 0,42 0,45 0,48 0,5 0,53 0,56 0,6 0,63 0,67 0,71 «0,974 0,969 0,959 0,947 0,938 0,921 0,901 0,87 0,842 0,8 0,747 для вала с прямобочными шлицами (рис.
12.18, о) И =( А4+Ьг(/)-а~(П+ Я/(3Ю) И'„=2!Р; А = тЫ'/4+ Ьг(/! — Ы) /2; для вола с эвольвентными шлицами и для вала-шестерни в сечении по зубьям геометрические характеристики приведены в табл. 12.9, 12.10; для вала с одним шпоночным пазом (рис. 12.18, в) В'= лс/'/32 — ЬЬ(2Н вЂ” Ь)'/(164; Иг,=лг/'/16 — ЬЬ(2Ы вЂ” Ь) /(1Ы); А =лап/4 — ЬЬ/2; 275 И.й. Геометрические характеристики сечений вала-шестерни и сечений вала с эвольвентными шлицами Геометрические характеристики Формулы ,У = я(бзс1~ -о!~)!64, где Ьз принимают по рис. 12.19, а в зависимости от коэффициента х смещения и числа г зубьев; с!— диаметр делительной окружности, с!о — диаметр центрального отверстия Момент инерции прн расче- тах на жесткость (осевой) Момент сопротивления при расчете: на изгиб И'= 2.Щ, где Ы, — диаметр вершин зубьев; Ик=2В на кручение Площадь сечения при расче- те на растяжение (сжатие) А = я(5,~1~ — Ы')/4, где б, принимают по рис.
12.!9, б в зависимости от коэффициента х смещения и числа г зубьев Примечания: 1. Для косозубых валов-шестерен расчет по приведенным формулам идет в запас прочности. 2. Б — блокирующая линия из условия отсутствия подрезания зубьев (рис. 12.19). 276 Значения моментов сопротивления приведены: для сечений с эвольвентными шлицами по ГОСТ 6033 — 80 — в табл. 12.!0; с прямобочными шпицами по ГОСТ 1139 — 80 — в табл. 12.11; с пазом для призматической шпонки по ГОСТ 23360 — 78 — в табл. 12.12.
12.10. Значения моментов сопротивления !т'для сечений вала с эвольвентными шлицамн т=2мм т =- 1,25 мм т = 5 мм т=Змм И', мм И', мм И', мм И', мм !4 16 18 21 22 24 26 29 30 32 34 13 15 17 18 20 50 55 60 65 70 75 80 38 22 24 25 27 28 30 32 14 39715 38 15 16 45260 54570 65290 76880 85 90 95 100 18 18 277 20 22 25 28 30 32 35 38 40 42 45 579 848 1201 1864 2161 2782 3532 4814 5389 6594 7804 10850 12 13 14 16 18 18 20 21 24 26 28 32 34 36 1696 2138 2693 3292 4349 5042 5966 7633 10315 13940 18300 23540 29720 36850 45000 6985 9836 12570 !6610 21550 27360 34100 4!870 50780 60760 72140 84810 со о о о.о ао .фо о,о о1 Б б/ Рнс.
12.19 12.11. Значения моментов сопротивления Н'для сечений вала с прямобочными шлицами Серия легкая средняя тяжелая мм Ь, г Иг, мм И', мм И', мм Ь, В, мм О, мм 278 18 21 23 26 28 32 36 42 46 52 56 62 72 82 26 30 32 36 40 46 50 58 62 68 78 88 б 6 7 6 7 8 9 10 10 12 12 !о 6 6 6 8 8 8 8 8 8 8 1О 1О 1367 1966 2480 3630 5130 8000 10460 !5540 18940 25800 40300 57800 22 25 28 32 34 38 42 48 54 60 65 72 82 92 4 5 6 6 7 6 7 8 9 !О !О 12 12 12 б 6 6 б 6 8 8 8 8 8 8 8 !О 10 741 1081 1502 2100 2660 3870 5660 8410 11500 16130 19900 27600 43000 60500 23 26 29 32 35 40 45 52 56 60 65 72 82 92 2,5 3 4 4 4 5 5 6 7 5 5 6 7 6 10 10 10 10 10 !О 1О 10 10 16 16 16 16 20 790 !131 1650 2190 2720 4190 5710 8220 11900 16120 19900 27600 42300 60560 12.12.
Зиачения моментов сопротивления И'и И'„для сечений вала с пазом для призматической шпонки И', мм И'„, мм И', мм И'„, мм г1, мм с1, мм ЬхЬ,мм Ьха,мм 655 770 897 1440 1680 1940 20 21 22 45 48 50 16740 20500 23695 7800 9620 10916 бхб 14х9 1192 1275 1453 1854 2320 2599 2810 3180 4090 4970 53 55 56 24 25 26 28 30 28036 30800 33265 !2869 14510 15290 !бх!0 8х7 60 63 18760 21938 40000 47411 18х11 67 70 71 75 26180 30200 31549 37600 56820 63800 68012 79000 5940 7190 8590 10366 2730 3330 4010 4775 32 34 36 38 20х12 10х8 80 22х14 451!О 97271 Расчет иа сопротивление усталости. Уточненные расчеты на сопротивление усталости отражают влияние разновидности цикла напряжений, статических и усталостных характеристик материалов, размеров, формы и состояния поверхности.
Известно, что шпоночные пазы, резьбы под установочные гайки, отверстия под установочные винты, посадки деталей с натягом, а также канавки и резкие изменения сечений вала вызывают концентрацию напряжений, уменьшающую его усталостную прочность. Поэтому, если вал имеет небольшой запас по сопротивлению усталости, следует избегать использования элементов, вызывающих концентрацию напряжений. Расчет выполняют в форме проверки коэффициента Я запаса прочности, минимально допустимое значение которого принимают в диапазоне 1Я = 1,5 ...
2,5 в зависимости от ответственности конструкции и последствий разрушения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля. Для каждого из установленных предположительно опасных сечений вычисляют коэффициент Я: я=к.к,/Д+я,' >р), где Я, и Я, — коэффициенты запаса по нормальным и касательным напряжениям, определяемые по зависимостям Я, =о,р/(о,+у,оо ); Я, =т го/(т, +у от ). Здесь о, и т, — амплитуды напряжений цикла; о и т — средние напряжения цикла; у,р и у,о — коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла напряжений для рассматриваемого сечения. В расчетах валов принимают, что нормальные напряжения изменяются по симметричному циклу: о, = о„и о = О, а касательные напряжения — по отнулевому циклу: т, = т„ / 2 и т = т„/ 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
