Этапы расчета вала называют

Для обеспечения постоянного положения оси вращения зубчатых колес, звездочек, шкивов и других вращающихся деталей их устанавливают на валах или осях.

Вал — это деталь, предназначенная для передачи крутящего момента вдоль своей оси и поддержания установленных на нем вращающихся деталей. При работе вал испытывает изгиб и кручение. Валы, только передающие вращающий момент от одной детали к другой называют торсионными.

Ось — это деталь, предназначенная только для поддержания сидящих на ней деталей. В отличие от вала ось не передает вращающего момента и, следовательно, не испытывает кручения. Оси могут быть неподвижными или вращаться вместе с посаженными на них деталями. Например, ось колеса автомобиля не вращается, а вагонная ось вращается вместе с колесами.

Классификация валов.

1. По назначению различают:

а) валы передач, на которых устанавливают зубчатые колеса, шкивы, муфты и др. детали передач;

б) коренные валы, несущие рабочие органы машины турбины, патроны, кривошипы, маховики;

2. По геометрической форме валы делятся на: прямые, коленчатые и гибкие.

Коленчатые валы предназначены для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное и наоборот.

Гибкие валы предназначены для передачи вращающего момента между агрегатами со смещенными в пространстве осями. Они имеют высокую жесткость при кручении, малую жесткость при изгибе, в результате чего при работе могут иметь криволинейную ось.

Прямые валы и оси, в зависимости от распределения нагрузок и условий сборки, выполняют гладкими или ступенчатыми, близкими по форме к балкам равного сопротивления изгибу.

Гладкие валы более техничны и получают в последнее время большое распространение. Соединения деталей с такими валами осуществляют при помощи посадок.

По типу сечения валы бывают сплошные и полые для размещения внутри другой детали, смазки и уменьшения массы.

Конструктивные элементы и материалы валов и осей.

Цапфы— участки вала или оси лежащие в опорах. Они подразделяются на шипы, шейки и пяты. Шипомназываются цапфа, расположенная на конце вала и передающая радиальную нагрузку, а шейкой расположенная в средней части вала. Пятойназывают цапфу, передающую осевую нагрузку.

Посадочные поверхности валов под ступицы насаживаемых деталей выполняют цилиндрическими или коническими. При соединении с натягом эти участки делают на 15 — 20% больше соседних. Для посадки подшипников на валах делают упорные буртики, их высота должна обеспечивать демонтаж подшипников и подвод смазочного материала.

Читайте также: Рено сандеро замена сальника первичного вала

Переходные участки валов между двумя ступенями выполняют следующих типов:

а) с канавкой для выхода шлифовальных кругов;

б) с галтелью постоянного радиуса;

в) с галтелью специальной формы.

Для изготовления валов используют:

углеродистые стали: Ст5; Ст6; 20; 30; 40; 45; 50,

легированные стали: 20Х, 40Х, 40ХН, 18Х2Н4МА. Быстроходные валы, работающие в подшипниках скольжения, изготовляют из цементируемых сталей: 12Х2Н4А, 18ХГТ, 20Х.

Выбор материала и термической обработки определяются конструкцией вала, опор и условиями эксплуатации.

Валы и оси обрабатывают на токарных станках с последующим шлифованием цапф и посадочных поверхностей.

Расчет валов

Основными критериями работоспособности валов являются сопротивление усталости и жесткость, т.к. разрушение валов в большинстве случаев носит усталостный характер, поэтому основным является расчет на сопротивление усталости.

Основными расчетными силовыми факторами являются крутящие Т и изгибающие М моменты. Влияние продольных сил невелико и в большинстве случаев не учитывается.

Расчет и конструирование валов обычно ведут по трехэтапной схеме:

1 — этап — предварительный расчет по пониженным допускаемым напряжениям на кручение;

2 — этап — разработка конструкции вала обеспечивающей технологичность изготовления и сборки;

3 — этап — проверочный уточненный расчет вала на сопротивление усталости.

1-этап: Предварительный расчет.

На первом этапе при отсутствии данных об изгибающих моментах определяют диаметры выходных концов валов, а для промежуточных валов диаметр под колесом. При этом влияние изгиба, концентрации напряжений и характера нагрузки компенсируется понижением допускаемых напряжений на кручение:

где Т – Н·мм, крутящий момент;

[τ]_к = 15. 25 МПа (Н/мм 2 ) для выходных концов;

[τ]_к =10. 20 МПа для промежуточного вала под колесом.

Полученное значение округляют до ближайшего стандартного.

По конструктивным соображениям диаметр входного бустроходного вала должен быть:

где d_эд — диаметр вала электродвигателя.

2 — этап: Конструирование валов.

Наиболее технологичные в сборке – распространенные сейчас ступенчатые валы.

Для уменьшения концентрации напряжения разность диаметров между соседними ступенями делают не значительной, а радиус галтели принимают равным:

но не больше радиуса или фаски устанавливаемой на месте детали.

Читайте также: Подшипник первичного вала дэу матиз

3 – этап: Проверочный уточненный расчет валов на сопротивление усталости.

При расчете валов и осей на сопротивление усталости учитывают все основные факторы, влияющие на их прочность, а именно: характер напряжения, статические и усталостные характеристики материалов, изменение предела выносливости вследствие концентрации напряжений и влияния абсолютных размеров оси или вала, состояние поверхности и поверхностное упрочнение. Для учета всех этих факторов конструкция и размеры вала должны быть известны. Расчет заключается в определении для всех предположительно опасных сечений действительного коэффициента запаса прочности S и сравнении его с допускаемым [S]:

[S] =1,5 –для обеспечения прочности;

[S] =2,5 –для обеспечения прочности и жесткости.

где σ_-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистых сталей σ_-1=0,43σ_В; для легированных сталей σ_-1=0,35σ_В+(70…120)МПа;

τ_-1 – предел выносливости стали при симметричном цикле кручения τ_-1=0,58 σ_-1;

k_σ ,k_τ –эффективные коэффициенты концентрации напряжений;

β – коэффициент шероховатости поверхности;

ψ_σ , ψ_τ – коэффициенты чувствительности к асимметрии цикла;

σ_v , τ_v – амплитуда цикла нормальных и касательных напряжений;

σ_v , τ_v – среднее напряжение цикла нормальных и касательных напряжений.

При необходимости вал дополнительно проверяют на статическую прочность и жесткость, а в отдельных случаях на колебания.

Для правильной работы передач и подшипников, оси и валы должны быть достаточно жесткими.

Для обеспечения жесткости на изгиб оси или вала, необходимо чтобы действительные значения θ – угла наклона поперечного сечения и прогиба оси вала – y, не превышали допускаемых значений:

[y] ≤ (0,01…0,03)·m – для вала под колесом;

[θ] ≤ 0,001 рад. – под шестерней и в подшипнике скольжения;

[θ] ≤ 0,01 – шарикоподшипники радиальные;

[θ] ≤ 0,05 – сферические шарикоподшипники.

Дата добавления: 2015-12-16 ; просмотров: 1996 ;

Видео:Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментовСкачать

11.1. Порядок расчета вала

1. Из условия равномерного вращения вала определить диаметры зубчатых колес и.

2. Изобразить в масштабе схему нагружения вала.

3. Определить реакции опор вала во взаимно перпендику

лярных плоскостях, указанных на схеме нагружения вала.

4. Рассчитать изгибающие и крутящие моменты в поперечных сечениях вала, построить эпюры изгибающих и

Читайте также: Обороты коленчатого вала топливного насоса

5. Рассчитать диаметры вала на прочность по эквивалентным напряжениям (приведенному моменту

)

в наиболее опасных сечениях вала. Опасным сечением вала считать то, в котором приведенный момент нагрузки на вал максимален.

6. Рассчитать вал на жесткость при кручении.

Видео:9.4. Расчет валов и осейСкачать

10.2. Расчет вала на прочность.

При одновременном действии крутящего и изгибающегомоментов расчет вала ведут по эквивалентному моменту в сечении (четвертая теория прочности)

=, где— суммарный изгибающий момент в сечении вала.

Опасным сечением вала считать сечение, в котором приведенный момент нагрузки на вал максимален.

Диаметр вала определяется по формуле

,

где = 50 МПа — допускаемое нормальное напряжение материала вала.

Если на вал или его участок действует только крутящий момент , то его диаметр можно определить из условия прочности на кручение:

,

где = 0,5— допускаемое касательное напряжение материала вала.

Видео:9.1 Расчет валов приводаСкачать

10.3. Расчет вала на жесткость

С целью уменьшения упругого мертвого хода в точных и силовых механизмах углы закручивания сечений валов друг относительно друга ограничиваются допускаемым углом закручивания . Условие жесткости вала при кручении имеет вид

,

где — допустимая величина угла закручивания вала на рабочей длине(при расчете принять= 20 угловых минут, то естьрад).

Рабочая длина вала определяется суммированием длин участков вала, на которых крутящий момент вала отличен от нуля.

Диаметр вала на закручиваемом участке определяется по формуле

,

где 8*10 4 МПа – модуль сдвига материала вала (стали).

Если при диаметре условие жесткости вала не выполнено, то есть, то в качестве диаметра вала принимают наибольший из диаметрови. Полученный диаметр выражают в миллиметрах и округляют до целого числа из предпочтительного ряда размеров, в котором числа заканчиваются цифрами 0, 2, 4, 5, 6, 8.

Видео:КРУЧЕНИЕ ВАЛА. Касательные напряжения. Сопромат.Скачать

11. Задача №7

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛАВНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ГЛАВНЫХ ПЛОЩАДОК

Для напряженного состояния в точке тела, заданного компонентами тензора напряжений определить главные напряжения и полдожения главных площадок. Исходные данные определить по табл. 7.1, где напряжения заданы в Мпа.

Величины компонентов тензора напряжений выбираются из столбцов табл. 7.1 по цифрам . Остальные компоненты тензора напряжений определить на основании закона парности касательных напряжений.

• 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

  
  

  источники:

  https://evakuatorinfo.ru/etapy-rascheta-vala-nazyvayut

  🎦 Видео

  Как разработать технологический процесс изготовления детали. 9 основных этаповСкачать

  

  расчет валов редктораСкачать

  

  Проверочный расчет вала (ru)Скачать

  

  ДМ.КП.24 - Расчет вала в АПМ (2020 05 30 10 57 55)Скачать

  

  Допуски и посадки для чайников и начинающих специалистовСкачать

  

  Лекция 9. Валы и осиСкачать

  

  Расчет валов, каф. МеханикаСкачать

  

  Что такое технологический процесс? Введение.Скачать

  

  6.2 Кинематический расчет приводаСкачать

  

  Э03 01 1 Эскизная компоновкаСкачать

  

  Чертеж вал шестерни. Процесс изготовления валов с зубчатым венцомСкачать

  

  Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать

  

  ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. Вид Грубейшего Нарушения ТРЕБОВАНИЙ ТБ при работе на СТАНКАХ.Скачать

  

  Расчетная схема ведомого валаСкачать

  

  Детали машин. Лекция 4.1. Валы и оси.Скачать

  

  Компоновка узла "Вал в опорах".Скачать