Проверочный расчет валов на изгиб и кручение

 

Предварительно для опор всех валов были приняты шариковые радиальные однорядные подшипники ГОСТ 833 – 75.

Таблица 15 – Параметры опор валов

Параметры	В а л ы	Примечание
входной	выходной
1 Диаметр цапфы вала d П, мм
2 Подшипник
3 Габаритные размеры D ´T, мм	40*80*18	45*85*19
4 Параметр e	0,37	0,41
5 Установка	"врастяжку"	"враспор"
6 Расстояние a = T /2+ e (d П+ D)/6			округлено

 

На рисунке 7 приведены расчетные схемы валов, усилия F в передачах и консольные нагрузки, реакции R в опорах, эпюры изгибающих моментов M_x в горизонтальной и M_y вертикальной плоскостях и крутящих моментов Т.

Примечание – При расчете валов условно принято плоскость X располагать по направлению окружных сил F_t в зацеплениях, плоскость Y перпендикулярно X, т.е. Y – в плоскости расположения валов редуктора.

Обозначено: I – опора, воспринимающая только радиальную силу F_r, II – опора,

воспринимающая F_r и осевую силу F_a. Длины участков вала l_i приняты с чертежа редуктора.

Консольная сила от зубчатой муфты F _М на выходном конце тихоходного вала F _M = (0,15...0,2) F_{t M},

где F_{t M} = 2000 T _раб / (mz) – окружная сила муфты;

m = 2,5 мм – модуль зубьев;

z = 38 – число зубьев. (m и z – по паспорту муфты);

F_{t M} = 2000×1392 / (2,5×38) = 29305 Н; F _M = 0,18×29305 = 5275 Н.

Условно сила F _M прикладывается в плоскости X так, чтобы увеличились прогибы вала от окружной силы F_t.

Результаты расчета валов представлены в таблице 16.

Таблица 16 – Формуляр для расчёта валов.

Параметры	Формула, источник	Результаты расчёта по формулам
наименование	обозначение	Быстроход.	Тихоход.
1 Длина, мм	l1 l2 l3	С чертежа редуктора и из расчёта
2 Реакция опор, Н: – в плоскости X   – в плоскости Y   – суммарные радиальные – осевые на опоре II	RIX RIIX RIY RIIY RI RII FA	Из условия равновесия балок на двух опорах	611,7 4,26
3 Изгибающие моменты в расчётных сечениях, Н·м: – от силы Fa1 – от силы Fa2 – в плоскости X   – в плоскости Y – суммарные	Ma1 Ma2 M1X M2X M1Y/M1Y1 M2Y/M2Y1 M1 M2		49,65 – 49,1 54,2 – 35,48 49,1 64,78	– 199,6 – 219,1/19,5 629,4
4 Вращающий момент, Н·м	T		94,98	206,19
5 Эквивалентный момент, Н·м	ME1 ME2		73,46 84,75
6 Диаметр вала в расчётном сечении, мм	d		dБП =46,5	dT= 36
7 Эквивалентное напряжение, МПа: – при перегрузках	σE σEmax	32000ME/πd^3 KПσЕ	17,5 20,1   50,3	56,1 59,2

Продолжение таблицы 16

Параметры	Формула, источник	Результаты расчёта по формулам
наименование	обозначение	Быстроход.	Тихоход.
8 Материал вала; Предел текучести, МПа	Сталь σT
9 Допускаемые напряжения, МПа	[σ]	σT/ST
10 Условие статической прочности для валов выполняется: σEmax<[ σ]

 

б) тихоходный вал а) быстроходный вал

	Рисунок 7 – Расчётные схемы и эпюры моментов на валах

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1 Энергетический и кинематический расчеты приводов: Метод. указания по дисциплине «Детали машин», 2006.

2 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин.- М.: Высш. шк., 2001.- 447 с.

3 Зубчатые и червячные передачи. Проектировочный расчет: Метод. указания к курсовому проекту по деталям, 2006.

4 Зубчатые и червячные передачи. Проектировочный расчет: Метод. указания к курсовому проекту по деталям

5 Гулиа Н. В. Детали машин / Н. В Гулиа, В. Г Клоков, С. А. Юрков. – М.: издательский центр «Академия», 2004. – 416 с.

6 Подбор подшипников качения: Метод. указания по дисциплине “Детали машин” для студентов машиностроительных спец. / НГТУ; Сост.: А.А.Ульянов.- Н.Новгород, 1993.- 33 с.

7 Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Детали машин. Курсовое проектирование.- М.: Высш. шк., 1984.- 336 с.