За меру жесткости принимают относительный угол закручивания, то есть угол, приходящийся на единицу длины вала Условие жесткости: ≤ [θ] где [θ] имеет размерность рад/м. Чаще пользуются условием Допускаемое значение угла [θ°] закручивания зависит от назначения вала. Принимают [θ°] = (0,3–1,0) град/м. При расчете валов на прочность и жесткость часто задают мощность N, передаваемую валом и частоту его вращения n. Для вычисления крутящего момента по этим данным удобно воспользоваться таблицей Пример 5.1. Расчета вала на прочность и жесткость I. Определение внутренних усилий Значение ведущего момента Мвед определим из условия равновесия вала: Σ Мх = 0; Мвед – М1 – М2 – М3 = 0, откуда Мвед = М1 + М2 + М3 = 5 + 7 + 6 = 18 кН·м. Для расчетов на прочность и жесткость необходимо найти положение опасных сечений и величины крутящих моментов, действующих в этих сечениях вала (рис. 5.3, а). Воспользовавшись методом сечений определим внутренние усилия и построим эпюру крутящих моментов (рис. 5.3, б). Опасными являются все сечения на участке II, где действует Тmax = 12 кН·м. II. Проектный расчет валов сплошного и полого сечений Предварительно найдем допускаемое касательное напряжение, связанное с допускаемым нормальным напряжением. Принимаем по третьей теории прочности [τ] = 0,5 [σ] = 0,5·160 = 80 МПа. Из условия прочности и жесткости при кручении находим требуемые значения полярных момента сопротивления и момента инерции Из условия прочности и жесткости выполнить проектный расчет: определить диаметры валов в двух вариантах исполнения – сплошного и полого с коэффициентом пустотелости с = d/D = 0,8. Результаты округлить согласно ГОСТу. Построить эпюры углов закручивания вала. Валы сопоставить по металлоемкости и жесткости. Дано: М1 = 5 кН·м; a = 0,6 м; М2 = 7 кН·м; b = 0,8 м; М3 = 6 кН·м; с = 0,7 м; [σ] = 160 МПа; [θ] = 0,8 град/м. Рис. 5.3. Схема нагружения вала (а), эпюра крутящих моментов (б), эпюры углов закручивания сплошного (в) и полого (г) валов Результаты расчетов Форма сечения Сплошное Полое Момент сопротивления Углы закручивания характерных сечений вала сплошного и полого сечений Момент инерции принятый Жесткость сечения G·Ip = 80·109·1,19·10-5 = 0,955·106 Н·м2 G·Ip = 80·109·1,20·10-5 = 0,961·106 Н·м2. Углы закручивания участков вала Углы закручивания характерных сечений вала Строим эпюры углов закручивания сплошного и полого валов (рис. 5.3, в и г) III. Сопоставление металлоемкости валов двух вариантов Металлоемкость вала определяется его объемом, то есть произведением длины на площадь поперечного сечения. Поскольку длина вала неизменна, сопоставим площади поперечных сечений сплошного вала с полым Выводы: 1. Из условий прочности и жесткости найдены диаметры вала двух вариантов исполнения, сплошного и пустотелого: 105 и 120 мм соответственно. 2. Вычислены деформации валов на каждом из участков, построены эпюры углов закручивания валов сплошного и пустотелого. Жесткости валов практически одинаковы. 3. Сопоставлены металлоемкости валов двух вариантов исполнения. Расход металла для вала сплошного сечения вдвое больше, чем для вала пустотелого. Примечание. Полученный результат по сопоставлению металлоемкости валов ожидаем, поскольку достаточно большой объем материала, сосредоточенный около центра тяжести сечения, испытывает напряжения ниже допускаемого и вклад его в общую прочность конструкции невелик. Поэтому целесообразно убирать неработающий материал из этой области. Конструкции из полого сечения созданы природой: камыш, тростник, бамбук, злаковые культуры, трубчатые кости птиц и млекопитающих. В авиации и космонавтике используют полые валы, в строительстве – пустотные плиты перекрытий.
Видео:Кручение. Часть 6 Жесткость валаСкачать
Оси и валы. расчеты на прочность и жесткость
Видео:9.1 Расчет валов приводаСкачать
Оси и валы. расчеты на прочность и жесткость
- Ось и вал. Расчеты прочности и жесткости В механической передаче различные механические узлы предназначены для поддержки вращающихся элементов машины-шкивов, звездочек, зубчатых и червячных передач и др. По конструкции оси и прямые валы мало отличаются друг от друга, но характер их работы существенно отличается: оси поддерживают деталь и воспринимают только изгибающую нагрузку. Нагрузка, воспринимаемая осью и осью, передается на корпус, раму или раму машины через опорное устройство-подшипник. Части вала и оси носят общее название цапфы, непосредственно контактирующей с подшипником (рис. 11.1). Цапфа, расположенная на конце вала, называется шипом, а в центральной части вала-шейкой (рис. 11.1, а). Цапфы, передающие осевые нагрузки на опору, называются каблуками(рис. 11.1, 6). Ось
Читайте также: Крестовина рулевого вала москвич 2141 размеры
может быть неподвижной(рис. 11.2, а) или вращать с проколотыми на них деталями(рис. 11.2, б). В современном машиностроении роторные подшипники используются чаще, потому что их подшипники более доступны для обслуживания, ремонта и замены. 275(2.Пфф! Рис 11.1 Я ) Рис 11.2 Для риса. 11.2, и блок 1 шестерни можно вращать, опираясь на через неподвижную ось 2, подшипник 3, закрепленный на корпусе 4. Для риса. 11.2, B зубчатый блок 1 может быть закреплен на подвижной оси 2 винтом и вращаться с осью. Опорным устройством оси в корпусе является подшипник 3. Вал всегда вращается при включении механизма(рис. 11.2, б). Зубчатое колесо закреплено на валу 2 с помощью ключа / поворота от вала
2 через шестерню 3.To быть посланным. Вал вращается вместе с шестернями, Людмила Фирмаль
опирающимися на корпус через 4 подшипника. Признаками для классификации осей и осей являются их назначение, геометрия геометрических осей (только осей), их конструктивные особенности. По назначению различают вал трансмиссии (т. е. зубчатый, ременной, цепной и Т. Д.) и коренной вал машины, подшипник, трансмиссию кроме деталей, примером основного вала является вал турбины, насаженный на диск турбины; Ротор вала электродвигателя каретки. В курсе «механические детали» мы рассматриваем в основном трансмиссионные валы, примеры которых раскрывают общие характеристики всех валов. 276 стр. 11.3 В зависимости от геометрии геометрической оси, вал делится на прямой, коленчатый и гибкий. Коленчатые валы используются в двигателях машин и
станков, особенно в автомобильных двигателях и ковочно-штамповочных машинах. Их использование связано с преобразованием вращательных движений в возвратно-поступательные или наоборот. Гибкий вал используется в форме геометрической оси, механизированного привода инструмента, пульта дистанционного управления и др. Коленчатый вал и гибкий вал являются специальными частями, этот курс соответствует только прямой оси можно рассматривать. По форме и конструктивным особенностям различают оси и валы определенного поперечного сечения, например трансмиссионные валы (рис. 11.3, о); шаг
- переменного сечения (эта форма имеет большинство валов) (рис. 11.3, b); оси и валы (рис. 11.3, б). Существуют оси и оси переменного сечения, некоторые из которых имеют коническую форму(рис. 11.3, г). Особая группа состоит из вала зубчатого и вала червячного(зубчатого или червячного, выполненного одновременно с валом) (см. 11.3, г, д, е). Оси и валы могут быть сплошными или полыми(см. рис. 11.3, б). В большинстве случаев форма их поперечного сечения-круг или круговое кольцо, но на некоторых участках может иметь и другое поперечное сечение. Например, профиль широкой оси сплайна области сплайна определяется полученным профилем паза (§N. см. S). 2774/2 £ 77,7771 Один. Рис 11.4 Форма оси и оси по длине определяется характером изгибающего и крутильного (только по оси) момента и стремятся получить профиль оси или продольное направление оси
11.4); по конструкторским соображениям, особенно легкости сборки узла (возможность свободного перемещения детали в валу до места его посадки), необходимости в его установке на валу. При проектировании диаметра посадочной поверхности (на посадочной площадке-шестерни, звездочки, шкивы и др.).) Выберите стандарт (см. таблицу). 1.2) на поверхности седла под подшипником качения, а диаметр-по стандартному диаметру внутреннего кольца подшипника…。 Переходная область между осью и ступенью вала имеет различные конструктивные формы, обусловленные необходимыми конструктивными, техническими и прочностными факторами.
Например, шлифование часто используется для получения требуемой точности изготовления и шероховатости Людмила Фирмаль
поверхности процесса, а для выхода шлифовального круга в вал делают стандартизированную канавку, где диаметр постоянен, а переменный радиус закруглен(с мякотью). Разница в диаметре ступеней является достаточной опорой для распознавания осевой силы радиуса с размерами кромок и небольших пазов и условий сборки осевая нагрузка от прокалываемой детали, определяемая поверхностью воспринимается валом или валом через различные соединения: полки, упоры, гайки, конические штифты, винты, шурупы, саморезы. Для обеспечения необходимого поворота детали вместе с осью или осью используйте шпонку, ПАЗ, штифт, профильное сечение вала. Все это вызывает конструктивное изменение формы оси и самой оси. 278 создают концентрацию напряжений, уменьшают сопротивление усталости. Посадка на
Читайте также: Как называется опора вала
растяжение (давление) приводит к появлению на посадочной поверхности радиального давления, которое распределяется неравномерно по длине ступицы-в конце, по расчетной зависимости 11.5 а). При изгибе вала или оси рабочая фаза и сопряженная поверхность ступицы взаимно смещаются подобно граничной поверхности композитной балки(рис. 11.5, б). В условиях вращения это вызывает непрерывное возвратно-поступательное движение посадочных поверхностей относительно друг друга. Их сила трения достаточно велика, поэтому в результате происходит повреждение посадочной поверхности-фреттинг-коррозия. Относительное движение является самым большим на краю ступицы, где величина и скорость являются самыми большими. Скругление уменьшает концентрацию напряжений, создаваемую зазубренным диаметром капли(рис. 11.6). Расчет предполагает, что концентрация происходи
т в терминах разницы в диаметре. Источником концентрации напряжений является шпоночная канавка(рис.). 11.7). Таким образом, опасная часть вала и оси расположена в плоскости конца ступицы или в разнице диаметров. В середине ступицы это возможно только в исключительных случаях и с сопряжениями со значительным зазором. Влияние концентрации напряжений можно уменьшить как конструктивно, так и технически Логические меры: применение эллиптических галтелей, Подрезов, прокатных канавок, дробеструйной обработки, различных видов термической и термохимической обработки позволяет наносить на поверхность за счет упрочнения роликом. В современном машиностроении оси и оси в основном изготавливаются с двумя опорами. В большем количестве опор неточность изготовления отверстий для неточностей опор и узлов вызывает отклонения от линейки опор, а это вызывает
переменное дополнительное изгибающее давление при вращении, которое вызывает эти прогибы или значительно снижает усталостную прочность осей и валов. Поэтому, если вам нужно использовать многоопорные оси и валы, вся опора может быть использована для одновременного растачивания и жесткости всех отверстий для опоры. Материал оси и вала, как правило, сталь. При отсутствии термической обработки в основном используются стали СТ5 и СТБ. Для термообработки валов используют среднеуглеродистые и легированные стали, особенно марки 45 и 40х, тяжелонагруженные валы из стали марок 40ХН, 40ХН2МА, 25ХГТ и др. Калькулятор силы. Ось учитывается ТОЛЬКО при изгибе. Давление»о»для некурящих вращения оси изменение нулевого цикла. На оси вращения напряжение изгиба изменяется в симметричном цикле. В зависимости от цикла изменения рабочего напряжения устанавливается допустимое напряжение. Подсчет вала с изгибом и кручением. Достаточно точный расчет вала или вала может быть осуществлен в качестве испытания только в соответствии с данны
ми, полученными из чертежа детали. В процессе проектирования осевой размер узла между опорами вала или оси и деталями (шестернями и др.) насажен на them.It невозможно создать схему изгибающего момента и опоры, так как она неизвестна )- 2 » 0 распределяет значение нормального напряжения на изгиб. Кроме того, значение расчетного коэффициента, влияющего на усталость, может быть установлено только на основе полностью разработанной конструкции вала или вала. Поэтому невозможно провести точные проектные расчеты. Поэтому процесс проектирования вала состоит из трех этапов. Конечно, по результатам тестовых расчетов, возможно, придется внести определенные изменения в разработанную
конструкцию. Приблизительное определение диаметра вала рассчитывается только для скручивания: m * io » 0.2 (TC] (11-1) » Здесь d-мм; M-N-М; [TC]-МПа. Чтобы компенсировать пренебрежение изгибом, допустимое напряжение кручения понижается—[TC]=(12…50) МПа. По мере увеличения скорости вращения вала возрастает роль неизмеряемых изгибающих напряжений, следовательно, увеличивается погрешность определения диаметра последнего. Поэтому давление кручения, которое допускалось для высокоскоростного вала, меньше. Также поставляется с повышенными требованиями к жесткости вала. В соответствии с
формулой (11.1)определяется минимальный диаметр части вала, передающей полный крутящий момент. Определите диаметр вала и составьте конструкцию с учетом размеров насаженных на него деталей. Расчет оси является частным случаем расчета вала с крутящим моментом M K=0. Для осей, приблизительное определение диаметра сделано для раздела подвергнутого действию к максимальному изгибающему моменту, посредством д Ми-10 » 0,1 [AI]’, где D-в мм; MI-В Н-м; [si] — МПа. Допустимое напряжение изгиба составляет[oi1=(60…90) МПа. Проверка отсчета вала сделана для статической прочности и усталости. Для его осуществления:- 281º для того чтобы сделать Вал и действующую схему конструкции силы. Сила действия — это действие, под действием которого рабочая
Читайте также: General motors 11611964 шайба приводного вала cruze
поверхность закрепляется в пространстве (это сила в зубчатых колесах, ремнях, цепях и других шестернях, сила тяжести валов и деталей и др.).); Вращение, при котором вектор синхронно изменяет вращение и направление вала. К ним относятся центробежная сила неуравновешенной массы, нагрузка на конце вала от муфты сцепления и др. Невращающиеся силы вызывают изгибающее напряжение, вращательное изгибающее напряжение постоянного знака и величины, которое изменяется в симметричном цикле. Чтобы определить опасную (наиболее подверженную разрушению) часть вала, нужно составить диаграмму изгиба и крутящего момента.
Рассматривается шарнирная опора при составлении расчетной схемы подшипника. Все силы момента переносятся на ось фокуса. Проверка вала на статическую прочность при максимальной кратковременной перегрузке является опасным участком, где эквивалентное напряжение будет максимальным. При проверке вала на усталость выбирается опасный участок в зависимости от величины изгиба и крутящего момента, изменения поперечного сечения вала, наличия редуктора напряжений. Произведение Kai^W здесь будет представлять собой опасное (расчетное) сечение-максимум;где kad-коэффициент концентрации напряжений детали;Ош V-эквивалентное напряжение в сечении. При посадке на растяжение необходимо проверить краевую часть, которая находится не посередине, а с большей концентрацией напряжений. Испытание на статическую прочность и усталость можно проводить двумя способами Расчет допустимого напряжения для статической
прочности осуществляется по формуле^EQ max=^SP^EQ=K n Y4-3Tk^O t/[it], (11.2) Где K » — коэффициент перегрузки. Величина перегрузки при одной и той же причине ее возникновения может быть разной. Это зависит от конструкции трансмиссии. Перед предохранителем коробки передач- Величина перегрузки 282 зарядного устройства зависит от момента срабатывания устройства. Если в трансмиссии нет предохранительного устройства, то перегрузка может определяться прочностью деталей, связанных с валом, которая менее прочна, чем вал, а если нет достоверной информации о величине возможной перегрузки, то максимальным крутящим моментом двигателя, т. е. моментом перегрузки двигателя Mtah UIN.: СР=^тах/
■л^ням- Расчет допустимого усталостного напряжения проводится по зависимости OEC » =Kstn+ZT^ / a= 2510 — 50- 10″»=125 Н-м. Горизонтальная поверхность MD^=G C * 1x=7560 • 47 • 10
»=360 Н*м. L1S d e V=I V^3 4-L1=3750-5 0.10 — » +73=260N-m;M — =явл= 3750 • 50 • 10-«= 190 Н-м. Подбор опасных участков. Наиболее опасным участком является/—/I-II.в этом участке есть важный изгиб и крутящий момент, который падает на самую тонкую часть вала/ -/. Кроме того, плоскость этого сечения
имеет три концентратора напряжений: скругление, прорезь и переходную посадку. В разделе I-II, также значительно гнуть и вращающий момент, и 2 концентратора давления, galtel и плотная пригонка. Краевой участок под посадочной ступицей считается опасным, так как он имеет наибольшие напряжения по сравнению с центральным. При изгибе опасных участков и напорных участков I-I, Mu=F^t=7560-20-KG » =150N-m. Момент сопротивления[18, табл. 8.24] включая слот: ось W= * 5480MM8; полярный Wp=11880MM8. 150 * 10® О напряжении на изгиб= — = ^ = — — = 2 8 МПа. Давление кручения T MK500-10 » 11880 42 мега паскалей Вертикальная плоскость UOH=i d L=2510-22″8=55N-m, горизонтальная плоскость Goh: =3750(100 -22) 10-«-1840(50 -22) 10-«+73= 315 Н-м. Суммарный изгибающий момент MI=UL1 «+ L1» = /5 5 «+ 3 1 5 » = 3 2 0 Н-м. Напряжение изгиба MI320 ■ 10» О °.ld «0,1-45» =3,5 МПА. 286 напряжение кручения Проверки на
статическую прочность проводятся в соответствии с допустимым напряжением. Коэффициент перегрузки 200% при 7sp=2, перегрузка. Вал изготовлен из легированной стали 40x: HB-200; ov=730MPa;ot=500MPa;TT=280MPa;O j=320MPa;T j=200MPa; F0=0.1; ft=0.05. Отношение aJ
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
📸 Видео
Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментовСкачать
Прочность и жесткость валов. Часть 5: Расчет на жесткость входного вала (коническая передача).Скачать
КРУЧЕНИЕ ВАЛА. Касательные напряжения. Сопромат.Скачать
Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать
Прочность и жесткость валов. Часть 7. Расчет на жесткость выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать
Прочность и жесткость валов. Часть 9. Расчет на жесткость промежуточного вала (КЦ-редуктор)Скачать
Расчёт статически определимого валаСкачать
Сопромат №4: Расчет вала на прочность и жесткостьСкачать
Прочность и жесткость валов. (Зубчатый редуктор). Часть 1: Введение.Скачать
9.4. Расчет валов и осейСкачать
Прочность и жесткость валов. (Зубчатый редуктор). Часть 3: Расчетные схемы валов.Скачать
Кручение. Расчет составного вала кольцевого сечения.Скачать
Прочность валаСкачать
Прочность и жесткость валов. Часть 8. Расчет на прочность промежуточного вала (КЦ-редуктор).Скачать
Кручение. Часть 5 Условие прочностиСкачать
