Уточненный (проверочный) расчет валов

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 Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru в опасных сечениях вала и сравнение их с допускаемыми

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ,

При высокой достоверности расчета Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru = 1,3...1,5; при менее точной расчетной схеме Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru = 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;

- намечают опасные сечения;

- 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:

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru Н/м2

где Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ приведенное напряжение (изгиб плюс кручение) в Па;

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ расчетный крутящий момент на валу в Н·м;

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ наибольший изгибающий момент в опасном сечении вала (шпинделя) в Н·м:

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru

где Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru - максимальные изгибающие моменты в опасном сечении в Н·м, действующие соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостям; определяются по методике известной из курса «Сопротивление материала».

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru - момент сопротивления изгибу в опасном сечении в м3;

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ для сплошного вала,

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ для полого вала;

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ наружный диаметр вала в м;

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ внутренний диаметр вала в м;

Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ допускаемое напряжение на изгиб в Н/м2 выбирается по табл., в которой Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ диаметры двух соседних ступеней вала ( Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ меньший, Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru ‑ больший), r ‑ радиус галтели между этими ступенями.

Таблица 6.8 – Зависимость допускаемое напряжение на изгиб в Н/м2 от источников концентрации напряжений

Источник концентрации напряжений   Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru , мм Марка стали и ее термообработка
Сталь 35 нормализованная Сталь 40 нормализованная Сталь 45 нормализованная Сталь 40Х улучшенная Сталь 40Х закаленная
Насаженная на вал деталь (зубчатое колесо, шкив) с острыми кромками 7·107 7,5·107 8,5·107 9·107 9,5·107
6,5·107 7·107 8·107 8,5·107 9·107
6·107 6,5·107 7,5·107 8·107 8,5·107

Продолжение табл. 6.8

Насаженное кольцо подшипника качения 9·107 108 11,5·107 12·107 13·107
8,5·107 9,5·107 10,5·107 11·107 12·107
7,5·107 8,5·107 108 108 11·107
Ступенчатая форма вала с острыми внутренними углами при Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru 8·107 9·107 10,5·107 11·107 11,5·107
7·107 8·107 9·107 9,5·107 108
6·107 7·107 8·107 8.5·107 9·107
Ступенчатая форма вала со скругленными внутренними углами при Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru и Уточненный (проверочный) расчет валов - student2.ru 11·107 11,5·107 13,5·107 14·107 15·107
9,5·107 108 11,5·107 12·107 13·107
8,5·107 9·107 108 10,5·107 11·107

Наши рекомендации