При составлении расчетной схемы вала производится схематизация конструкции, опор и действующих нагрузок. Собственный вес валов, деталей передач и т.д. обычно не учитываются. Подшипники, одновременно воспринимающие осевые и радиальные нагрузки, заменяют шарнирно — неподвижными опорами, а подшипники, воспринимающие только радиальные нагрузки, шарнирно — подвижными.
Силы на валы передаются через насаженные на валы детали: зубчатые колеса, звездочки, шкивы, муфты и т.д. Полагают, что эти детали передают силы, и моменты валу на середине ширины своей рабочей части, например, зубчатого обода или обода шкивов. Пример расчетной схемы приведен на рис.2.1.
Рис.2.1. Расчетная схема вала
Важнейшим моментом составления расчетной схемы вала является определение направлений приложенных сил и точек приложения реакций опор. В табл.2.1. перечислены силы, источником которых является та или иная передача. Некоторые рекомендации по правильному определению направления этих сил изложены ниже.
Окружная сила Ft: направление этой силы всегда совпадает с направлением вращения ведомого элемента передачи (колеса).
Радиальная сила Fr: направлена по радиусу к центру шестерни (червяка) или колеса. Исключение из этого правила может составлять коническая передача с круговым зубом [3, с. 57].
Осевая сила Fa: направление этой силы однозначно можно указать только для прямозубой конической передачи — она направлена от вершины конуса к основанию. Во всех других случаях ее направление зависит от сочетания двух факторов — направления вращения элемента передачи и направления наклона зубьев или направления витков червяка. Более подробная информация приведена, например, в [5, с. 383].
Видео:9.1 Расчет валов приводаСкачать
Расчетные схемы валов и осей. Критерии расчета
Для расчета вала на сложное сопротивление необходимо составить его расчетную схему: разместить точки, в которых расположены условные опоры, определить величину и направление действующих на вал сил, а также точки их приложения.
Ориентировочное расположение подшипников и колес устанавливается в результате предварительного проектирования валов и при компоновке схемы редуктора.
В большинстве случаев применяются двухопорные валы. Опору, воспринимающую радиальные и осевые нагрузки, считают шарнирно-неподвижной, опору, воспринимающую только радиальные нагрузки – шарнирно-подвижной.
Читайте также: Шкив коленчатого вала прокрутился
Схематично шарнирно-неподвижную опору обозначают ,
а шарнирно-подвижную опору – .
Выбор расчетной точки подшипника зависит от его типа. В случае применения в опоре одного шарикового или роликового радиального подшипника расчетную точку опоры располагают посредине ширины подшипника (рис. 11, а).
При одинарном радиально-упорном подшипнике (рис. 11, б, в) радиальная реакция считается приложенной к валу в точке пересечения его геометрической оси и прямой, проведенной через центр шарика или середину ролика под углом (90 о — ) к оси подшипника, где – угол контакта, указанный в каталогах подшипника (см табл. 4).
| Рис. 11. Схематизация опор валов, вращающихся: а – в радиальных подшипниках; б – в радиально-упорных шариковых; в – в конических роликовых; г – в двух радиальных шариковых в одной опоре; д – в радиально-упорных сдвоенных; е – в несамоустанавливающихся подшипниках скольжения; ж – схематизация передачи сил в соединении вал-ступица |
Расстояние а между точкой приложения реакции и широким торцом наружного кольца подшипника (рис. 11, б, в) приближенно может быть найдено по формулам:
— для шариковых
а = 0,5 [В + 0,5(d + D)tg ]; (9.1)
— для конических роликовых
где В – ширина подшипника; Т – монтажная высота; d– диаметр отверстия внутреннего кольца; D –- наружный диаметр; – номинальный угол контакта; е – коэффициент осевого нагружения.
При установке радиально-упорных сдвоенных подшипников с углами контакта, направленными в одну сторону (схема Т- «тандем», рис. 11, д):
а = 7В/6 + 0,25(d + D)tg (9.3)
У валов, вращающихся в несамоустанавливающихся подшипниках скольжения (рис. 11, е), давление по длине подшипников вследствие деформации валов распределяется неравномерно. Условную шарнирную опору располагают на расстоянии (0,25. 0,3)l (но не более половины диаметра d вала) от торца подшипника со стороны нагруженного пролета. Точный расчет таких валов выполняют с учетом совместной работы с подшипниками как балки на упругом основании.
Обычно при составлении расчетных схем принимают, что насаженные на вал детали передают сосредоточенные силы и моменты валу на середине своей ширины. Возможные уточнения обусловлены учетом закона распределения по длине контакта сил взаимодействия между ступицами и валами при их совместной работе. В этом случае силы на валы принимают сосредоточенными в сечениях на расстоянии (0,2. 0,3)l от торцов ступицы (рис. 11, ж): меньшие значения при жестких ступицах и посадках с натягом, большие – при податливых ступицах, переходных посадках и посадках с зазором.
Читайте также: Подшипники для вала червяка
После составления расчетной схемы вала строят эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и вертикальной плоскостях и эпюры крутящих моментов и производят расчет на прочность в наиболее опасном сечении.
Дата добавления: 2019-09-13 ; просмотров: 564 ; Мы поможем в написании вашей работы!
Видео:Расчетная схема ведомого валаСкачать
Разработка расчетных схем валов
Валы редуктора нагружены силами от зубчатого зацепления, ременной передачи и муфты.
Нагрузки на вал от зубчатого зацепления:
Нагрузка на входной вал от ременной передачи
На рис.8.1 представлены расчетные схемы валов редуктора.
Рисунок 8.1 – Расчетные схемы валов:
а) быстроходного, б) тихоходного
Расчет валов на статическую прочность
Определяем реакции опор валов из уравнений равновесия.
Рисунок 9.1 – Расчетная схема быстроходного вала
Момент при переносе силы Fa:
Суммарные реакции на опорах:
Рисунок 9.2 – Расчетная схема тихоходного вала
Момент при переносе силы Fa:
Суммарные реакции на опорах:
Уточненный расчет валов
Расчет ведущего вала
Производим расчет вала на выносливость для опасного сечения (канавка для выхода шлифовального круга):
где — коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям;
— коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям.
где – предел выносливости материала вала (сталь 40Х) при симметричных циклах изгиба [2, табл.3.5];
sа – амплитуде значения нормальных напряжений,
где — изгибающий момент в сечении, .
W – момент сопротивления сечения вала,
sm=0 – средние значения нормальных напряжений;
— эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе для выточки при соотношении . [2, табл. 3.6];
es=0,83- масштабный фактор, т.е. коэффициент, учитывающий влияние поперечных размеров вала [2, табл. 3.7].
em=1– фактор качества поверхности (для шлифованной детали равен 0).
ys=0,1 — коэффициенты, характеризующий чувствительность материал к асимметрии цикла нагружения [3, табл. 3.5];
где – предел выносливости материала вала (сталь 40Х) при симметричных циклах изгиба [2, табл.3.5];
Читайте также: Крестовина рулевого вала ниссан альмера классик 2007
tа, tm — амплитуда и средние напряжения циклов касательных напряжений;
где — крутящий момент на валу,
Wρ – полярный момент сопротивления сечения вала:
— эффективные коэффициенты концентрации напряжений при кручении для выточки при соотношении .[2, табл. 3.6];
et=0,89- масштабный фактор, [2, табл. 3.7].
em=1– фактор качества поверхности (для шлифованной детали равен 0).
yt=0,05 — коэффициенты, характеризующий чувствительность материал к асимметрии цикла нагружения [3, табл. 3.5];
Тогда коэффициент запаса прочности равен
, что больше предельно допускаемых
Расчет ведомого вала
Производим расчет вала на выносливость для опасного сечения (шпоночный паз под колесом):
где – предел выносливости материала вала (сталь 40Х) при симметричных циклах изгиба [2, табл.3.5];
sа – амплитуде значения нормальных напряжений:
где изгибающий момент в сечении:
W – момент сопротивления сечения вала:
sm=0 – средние значения нормальных напряжений;
— эффективные коэффициенты концентрации напряжений при изгибе для шпоночного паза [2, табл. 3.6];
es=0,77- масштабный фактор, [3, табл. 3.7].
em=1– фактор качества поверхности (для шлифованной детали равен 0).
ys=0,1 — коэффициенты, характеризующий чувствительность материал к асимметрии цикла нагружения [3, табл. 3.5];
где – предел выносливости материала вала (сталь 40Х) при симметричных циклах изгиба [2, табл.3.5];
tа, tm — амплитуда и средние напряжения циклов касательных напряжений;
где — крутящий момент на валу,
Wρ – полярный момент сопротивления сечения вала:
— эффективные коэффициенты концентрации напряжений при кручении для шпоночного паза. [2, табл. 3.6];
et=0,86- масштабный фактор[3, табл. 3.7].
em=1– фактор качества поверхности (для шлифованной детали равен 0).
yt=0,05 — коэффициенты, характеризующий чувствительность материал к асимметрии цикла нагружения [3, табл. 3.5];
Тогда коэффициент запаса прочности равен:
, что больше предельно допускаемых .
- 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
3. Узлы зубчатых редукторов, опоры валов, расчетные схемы валов, корпуса, конструкции редукторовСкачать
9.4. Расчет валов и осейСкачать
Заказать КУРСОВУЮ РАБОТУ по ДМ детали машинСкачать
6.2 Кинематический расчет приводаСкачать
Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментовСкачать
Прочность и жесткость валов. (Зубчатый редуктор). Часть 3: Расчетные схемы валов.Скачать
Прочность и жесткость валов. Часть 5: Расчет на жесткость входного вала (коническая передача).Скачать
Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать
Прочность и жесткость валов. Часть 9. Расчет на жесткость промежуточного вала (КЦ-редуктор)Скачать
Tekla Structures | Базовый курс. Оформление расчетных схемСкачать
Прочность и жесткость валов. Часть 7. Расчет на жесткость выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать
Что такое расчетная схемаСкачать
Построение силовой схемы нагружения валовСкачать
Прочность и жесткость валов. (Зубчатый редуктор). Часть 1: Введение.Скачать
2. Введение в технику конструирования и расчета валов редуктораСкачать
Путина напугал громкий звук. И он сразу поправил бронежилетСкачать
1. Состав электромеханического приводаСкачать
