Расчет валов на изгиб с кручением

Если внешние силы, действующие на вал не лежат в одной плоскости, например в валах редукторов, то каждую из них раскладывают на ее составляющие по двум направлениям: вертикальному и горизонтальному.

Величину суммарного изгибающего момента находят по формуле:

Опасное сечение вала устанавливается с помощью эпюр полных изгибающих моментов М и крутящих моментов М _к по одной из теорий прочности. Если в сечении вала постоянного диаметра с наибольшим изгибающим моментом М действует наибольший крутящий момент М _к, то это сечение является опасным.

Если же такого явного совпадения нет, то опасным может оказаться сечение, в котором ни М ни М _к не являются наибольшими.

После установления опасного сечения вала находят в нем опасные точки. В сечении возникают одновременно нормальные напряжения от изгибающего момента и касательные напряжения от крутящего момента и поперечной силы. В валах круглого сечения, длина которых во много раз больше диаметра, величины наибольших касательных напряжений от поперечной силы относительно невелики и при расчете прочности валов на совместное действие изгиба и кручения не учитываются.

Наибольшие напряжения в сечении вала, как нормальные так и касательные, возникают в точках, расположенных по периметру сечения и они равны: ,

Где соответственно осевой и полярный моменты сопротивления поперечного сечения бруса.

Расчет валов на прочность при изгибе с кручением, как уже отмечалось выше, производится с применением теорий прочности. При этом расчет валов из пластичных материалов выполняется на основе третьей или четвертой теорий прочности, а из хрупких – по теории Мора.

По третьей теории прочности

По четвертой теории прочности

,

Эти условия прочности можно выразить и через моменты

По теории прочности Мора

где М _прив – приведенный момент по теории прочности Мора

Таким образом, расчет вала круглого поперечного сечения на совместное действие изгиба и кручения по форме совпадает с расчетом на прямой изгиб, но в расчетной формуле роль изгибающего момента играет приведенный момент, величина которого зависит от изгибающих и крутящего моментов, а также от принятой теории прочности.

 

Разъемные соединения.

Соедине́ние — процесс изготовления изделия из деталей, сборочных единиц (узлов), агрегатов путём физического объединения в одно цело

· резьбовое соединение

· штифтовое соединение

· шпоночное соединение

· шлицевое (зубчатое) соединение

· байонетное соединение

· клеммовое соединение

· конусное соединение

· профильное соединение

· бугельное соединение

· соединение шип-проушина

 

 

4 Основные требования к машинам и их деталям.

К большинству проектируемых машин предъявляются следующие требования:

– надежность;

– высокая производительность;

– ремонтопригодность;

– экономичность производства и эксплуатации;

– гарантированный срок службы и технологичность;

– удобство и безопасность обслуживания;

– небольшие габариты и масса;

– транспортабельность;

– соответствие внешнего вида требованиям технической эстетики.

Критериями работоспособности деталей является их прочность, жесткость, износостойкость, виброустойчивость, теплостойкость.

Прочность – важнейший критерий работоспособности детали, характеризует ее способность сопротивляться действию нагрузок без разрушения или пластических деформаций. Непрочные детали не могут работать.

Жесткость характеризуется изменением размеров и формы детали под нагрузкой.

Износостойкость. В результате изнашивания выходят из строя большинство подвижно соединенных деталей.

Виброустойчивость. При высоких скоростях звеньев механизмов могут возникнуть вибрации, которые вызывают дополнительные переменные напряжения и, как правило, приводят к усталостному разрушению деталей.

Теплостойкость. Тепловые расчеты при проектировании механизмов обычно производятся для решения двух задач:

1) определения температуры нагрева деталей и изыскания способов ограничения ее величины допустимыми пределами;

2) определения величины тепловых деформаций деталей для учета их влияния на точность и надежность механизма.

Пренебрежение к учету влияния тепловых факторов может привести к чрезмерному и неравномерному нагреву деталей механизма и нарушению нормального их взаимодействия.

Расчет осей валов.