Уточненный расчет валов выполняется с целью проверки приближенно определенных диаметров валов с учетом изгибающих и крутящих моментов, действующих на вал. Динамический характер нагрузки учитывается приближенно соответствующим выбором допускаемых напряжений.
Проверочный расчет валов на прочность выполняют на совместное действие изгиба и кручения. При этом расчет отражает разновидности цикла напряжений изгиба и кручения, усталостные характеристики материалов, форму и состояние поверхности валов. Проверочный расчет производится после завершения конструктивной компоновки и установления окончательных размеров валов.
Цель расчета — определение коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях вала и сравнение их с допускаемыми
,
При высокой достоверности расчета = 1,3. 1,5; при менее точной расчетной схеме = 1,6. 2,1.
Проверочный расчет выполняется в следующей последовательности:
— определяется реакция в опорах окончательно принятых типоразмеров подшипников;
— определяются значения изгибающих моментов в вертикальной и горизонтальной плоскостях, строятся эпюры и определяются суммарные изгибающие моменты в наиболее нагруженных сечениях вала;
— проверяют динамическую грузоподъемность подшипников качения;
— определяют источники концентрации напряжений в опасных сечениях;
— определяют напряжения в опасных сечениях вала; Па;
— определяют пределы выносливости в расчетном сечении вала:
— определяют коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям;
— определяют общий коэффициент запаса прочности.
Для проверочного расчета используют методику, приведенную в [24]. Можно воспользоваться программой расчета валов привода на прочность и жесткость на ЭВМ.
Расчет валов на прочность производят по формуле:
Н/м 2
где ‑ приведенное напряжение (изгиб плюс кручение) в Па;
‑ расчетный крутящий момент на валу в Н·м;
‑ наибольший изгибающий момент в опасном сечении вала (шпинделя) в Н·м:
где — максимальные изгибающие моменты в опасном сечении в Н·м, действующие соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостям; определяются по методике известной из курса «Сопротивление материала».
— момент сопротивления изгибу в опасном сечении в м 3 ;
‑ для сплошного вала,
‑ для полого вала;
‑ наружный диаметр вала в м;
‑ внутренний диаметр вала в м;
‑ допускаемое напряжение на изгиб в Н/м 2 выбирается по табл., в которой 
‑ диаметры двух соседних ступеней вала ( 
‑ меньший, 
‑ больший), r ‑ радиус галтели между этими ступенями.
Таблица 6.8 – Зависимость допускаемое напряжение на изгиб в Н/м 2 от источников концентрации напряжений
Видео:Проверочный расчет вала (ru)Скачать
Предварительный и уточненный расчет вала на объемную прочность.
Все валы в обязательном порядке рассчитывают на объёмную прочность.
Схемы нагружения валов и осей зависят от количества и места установки на них вращающихся деталей и направления действия сил. При сложном нагружении выбирают две ортогональные плоскости (например, фронтальную и горизонтальную) и рассматривают схему в каждой плоскости. Рассчитываются, конечно, не реальные конструкции, а упрощённые расчётные модели, представляющие собой балки на шарнирных опорах, балки с заделкой и даже статически неопределимые задачи [7].
Читайте также: Крестовина рулевого вала чери тигго 5 т21
При составлении расчётной схемы валы рассматривают как прямые брусья, лежащие на шарнирных опорах. При выборе типа опоры полагают, что деформации валов малы и, если подшипник допускает хотя бы небольшой наклон или перемещение цапфы, его считают шарнирно-неподвижной или шарнирно-подвижной опорой. Подшипники скольжения или качения, воспринимающие одновременно радиальные и осевые усилия, рассматривают как шарнирно-неподвижные опоры, а подшипники, воспринимающие только радиальные усилия, — как шарнирно-подвижные.
Такие задачи хорошо известны студентам из курсов теоретической механики (статики) и сопротивления материалов.
Расчёт вала на объёмную прочность выполняют в три этапа.
I. Предварительный расчёт валов
Выполняется на стадии проработки Технического Задания, когда известны только вращающие моменты на всех валах машины. При этом считается, что вал испытывает только касательные напряжения кручения
где Wp — полярный момент сопротивления сечения.
Для круглого сечения: Wp = pd 3 /16, [t]кр= 15 ¸ 20 Н/мм 2 .
Условие прочности по напряжениям кручения удобно решать относительно диаметра вала
Это – минимальный диаметр вала. На всех других участках вала он может быть только больше. Вычисленный минимальный диаметр вала округляется до ближайшего большего из нормального ряда. Этот диаметр является исходным для дальнейшего проектирования.
II. Уточнённый расчёт валов
На данном этапе учитывает не только вращающий, но и изгибающие моменты. Выполняется на этапе эскизной компоновки, когда предварительно выбраны подшипники, известна длина всех участков вала, известно положение всех колёс на валу, рассчитаны силы, действующие на вал.
Чертятся расчётные схемы вала в двух плоскостях. По известным силам в зубчатых передачах и расстояниям до опор строятся эпюры изгибающих моментов в горизонтальной и фронтальной плоскостях. Затем вычисляется суммарный изгибающий момент
Далее рассчитывается и строится эпюра эквивалентного «изгибающе-вращающего» момента
где α =0,75 или 1 в зависимости от принятой энергетической теории прочности [5], принимаемый большинством авторов равным 1.
Вычисляется эквивалентное напряжение от совместного действия изгиба и кручения sэкв = Мэкв / Wp.
Уравнение также решается относительно минимального диаметра вала
Или то же самое для сравнения с допускаемыми нормальными напряжениями:
Полученный в уточнённом расчёте минимальный диаметр вала принимается окончательно для дальнейшего проектирования.
Дата добавления: 2015-01-30 ; просмотров: 19 | Нарушение авторских прав
Видео:Расчет вала на прочность и жесткость. Эпюра крутящих моментовСкачать
Уточненный расчет вала
3.5 Уточненный расчет вала
Приведем расчет вала Ⅴ коробки скоростей. Расчетная схема приведена на рисунке 3.5.1.
📸 Видео
9.1 Расчет валов приводаСкачать
9.4. Расчет валов и осейСкачать
Заказать КУРСОВУЮ РАБОТУ по ДМ детали машинСкачать
расчет валов редктораСкачать
САПР Компас-3D. Расчет валаСкачать
КРУЧЕНИЕ ВАЛА. Касательные напряжения. Сопромат.Скачать
6.2 Кинематический расчет приводаСкачать
Расчетная схема ведомого валаСкачать
Прочность и жесткость валов. Часть 6: Эпюры моментов выходного вала (цилиндрическая передача).Скачать
Расчет вала на изгиб с кручениемСкачать
Расчет валов, каф. МеханикаСкачать
Кинематический и силовой расчёт привода (общая методика расчёта). Ч.1Скачать
Прочность и жесткость валов. (Зубчатый редуктор). Часть 3: Расчетные схемы валов.Скачать
3. Узлы зубчатых редукторов, опоры валов, расчетные схемы валов, корпуса, конструкции редукторовСкачать
расчет валов редуктораСкачать
Предельные отклонения размеров и допусков на чертежеСкачать
