Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Определение консольных сил



В проектируемых приводах конструируются открытые зубчатые цилиндрические и конические передачи с прямыми зубьями, а также ременные и цепные передачи, определяющие консольную нагрузку на выходные концы валов. Кроме того, консольная нагрузка вызывается муфтами, соединяющими двигатель с редуктором или редуктор с рабочей машиной.

Схема сил в зацеплении открытых зубчатых прямозубых передач такая же, как и для закрытых (исключая силу Fa в цилиндричес­ком прямозубом зацеплении).

Консольные силы для выходных участков валов от открытой ременной или цепной передачи Fоп назначается согласно заданной кинематической схеме привода.

Консольная сила от муфты Fм перпендикулярна оси вала. Её направление зависит от монтажных неточностей при сборке привода. Для расчёта валов рекомендуется принять самый неблагоприятный вариант сочетания направлений– когда сила Fм направлена противоположно силе Ft.

Величины консольных сил можно определить по таблице 2.

Силовая схема нагружения валов имеет целью определить направление сил в зацеплении редукторной пары, консольных сил со стороны открытых передач и муфты, реакций в подшипниках, а также направление вращающих моментов и угловых скоростей валов.

Рекомендуется следующий порядок выполнения силовой схемы:

1 Наметить расположение элементов силовой схемы в соответствии с кинематической схемой привода.

2 Произвольно расположить и разноцветно вычертить аксоно­метрические оси X, Y, Z (под углом 120°); векторы сил в зацепле­нии, консольных сил и реакций в подшипниках изобразить цветом соответствующей оси.

3 Вычертить в произвольных размерах валы и, установленные на них подшипники, редукторную пару, элемент открытой передачи и муфту в соответствии с условными обозначениями по ГОСТ 2.770-68. Обозначить под­шипники: А и В – на быстроходном валу, С и D – на тихоходном.

4 Выбрать направление винтовой линии колес. В цилиндрических косозубых передачах принять шестерню с левым зубом, колесо – с правым.

5 Определить направление вращения быстроходного и тихоходного валов редуктора (w1, и w2) по направлению вращения двигателя.

Направление вращения двигателя выбрать в соответствии с на­правлением вращения приводного вала рабочей машины.

Если привод реверсивный, то направление вращения двигателя можно выбрать произвольно.

Таблица 2 Определение консольных сил

Вид открытой передачи Направление сил Значение силы
на шестерне на колесе
Цилиндри­ческая прямозубая Окружная
Радиальная
Коническая прямозубая Окружная
Радиальная
Осевая
Плоско­ременная Радиальная
Клино­ременная Радиальная
Цепная Радиальная
Муфта Радиальная На быстроходном валу На тихоходном валу
         

Рисунок 10 – Пример схемы нагружения валов
цилиндрического одноступенчатого редуктора
с муфтой и цепной передачей

6 Определить направление сил в зацеплении редукторной пары в соответствии с выбранным направлением винтовой линии и вра­щения валов: на шестерне – Ft1, Fr1, Fa1 и на колесе Ft2, Fr2, Fa2. Силы Ft1 и Ft2 направлены так, чтобы моменты этих сил уравновешивали вращающие моменты T1 и Т2, приложенные к валам редуктора со стороны двигателя и рабочей машины: Ft1 направлена противоположно вращению шестерни, Ft2 – по направлению вращения колеса.

7 Определить направление консольных сил на выходных кон­цах валов:

а) Направление сил в открытых зубчатых передачах определить так же, как в редукторных парах.

б) Консольная сила от ременной (цепной) передачи Fоп перпендикулярна оси вала и в соответствии с положением передачи в кинематической схеме привода может быть направлена вертикально, горизонтально или под углом к горизонту. Если проектным заданием предусмотрено наклонное положение передачи под углом θ, то силу Fоп нужно разложить на вертикальную Fy, и горизонтальную Fx составляющие (рисунок 92) и определить их значение (таблица 2).

в) Консольная сила от муфты Fм перпендикулярна оси вала, но ее направление в отношении окружной силы Ft может быть любым (зависит от случайных неточностей монтажа муфты). Поэтому рекомендуется принять худший случай нагружения – направить силу Fм противоположно силе Ft, что увеличит напряжения и деформа­цию вала.

8 Определить направление радиальных реакций в подшипни­ках.

Радиальные реакции в подшипниках быстроходного и тихоходного валов направить противоположно направлению окружных (Ft1 и Ft2) и радиальных (Fr1, и Fr2) сил в зацеплении редукторной передачи. Точка приложения реакции – середина подшипника. При этом считать, что реакции от действия консольных нагрузок геометрически сложены с реакциями от сил зацепления. Реакции обо­значить буквой R с индексом, указывающим данный подшипник и соответствующее направление координатной оси (RAx, RCy, и т. п.).

9 Определить направление суммарных реакций в подшипниках геометрическим сложением радикальных реакций в вертикальной и горизонтальной плоскостях методом параллелограмма. Индекс обозначения суммарной реакции указывает данный подшипник (RA, RB и т. п.).

3 Определение геометрических
параметров ступеней валов

Основными критериями работоспособности проектируемых редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию – совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия). Но, так как напряжения в валах от растяжения небольшие в сравнении с напряжениями от кручения и изгиба, то их обычно не учитывают.

Расчет редукторных валов производится в два этапа: 1-й – проектный (приближенный) расчет валов на чистое кручение; 2-й – проверочный (уточненный) расчет валов на прочность по напряжениям изгиба и кручения.

В проектируемых редукторах рекомендуется применять терми­чески обработанные среднеуглеродистые и легированные стали 45, 40Х, одинаковые для быстроходного и тихоходного вала.

Механические характеристики сталей для изготовления валов (σв, σт, σ-1) определяют по таблице ??????.

Проектный расчет валов выполняется по напряжениям круче­ния (как при чистом кручении), т. е. при этом не учитывают на­пряжения изгиба, концентрации напряжений и переменность напряжений во времени (циклы напряжений). Поэтому для компенсации приближенности этого метода расчета допускаемые напряжения на кручение применяют заниженными.

Редукторный вал представляет собой ступенчатое цилиндричес­кое тело, количество и размеры ступней которого зависят от коли­чества и размеров установленных на вал деталей (рисунок 1).

Проектный расчет ставит целью определить ориентировочно гео­метрические размеры каждой ступени вала: ее диаметр d и длину l. Геометрические размеры легче всего задать используя графоаналитический метод предварительной компоновка редуктора.

Компоновка редуктора выполняется после завершения прочностных расчетов зубчатых передач и определения диаметров валов на миллиметровой бумаге карандашом в масштабе 1:1 (1:2).

Цели компоновки редуктора: получить минимальные внутренние размеры редуктора; проверка, не накладываются ли валы (зубчатые колеса) одной ступени редук­тора на валы (зубчатые колеса) другой ступени; определения расстояния между опорами валов и длин консольных участков; определения точек приложения сил, нагружающих валы.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.