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 СИЛ, ДЕЙСТВУЮЩИХ НА ВАЛ



 
 

Окружная сила на зубчатом колесе, Н:


где di - начальный диаметр i-го зубчатого колеса, мм.

 
 

Радиальная сила на зубчатом колесе, Н:

где a - угол зацепления (a = 20°).

3. СОСТАВЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ СХЕМ ВАЛА В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ
И ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТЯХ

 

Принципиальная схема вала – двухопорный вал с различным расположением относительно опор закрепленных на нем прямозубых зубчатых колес под разными углами b, град, которые находятся в зацеплении с другими зубчатыми колесами.

При составлении расчетных схем необходимо учитывать направление окружных сил на зубчатых колесах (рис.1). На шестерне (ведущем зубчатом колесе), закрепленной на валу, окружная сила Ft направлена против вращения вала, на колесе (ведомом зубчатом колесе) – в сторону вращения вала.

Радиальная сила Fr  направлена к оси вала.

Для удобства составления расчетных схем силы, действующие в зацеплении, переносятся на ось вращения вала и проектируются на две взаимно перпендикулярные плоскости XOZ  (горизонтальную) и YOZ (вертикальную) (рис.1,а и 1,б). Направления осей X, Y и Z задаются произвольно, но при рассмотрении сечений I-I и II-II эти направления сохраняются постоянными.

 
 

В плоскости XOZ действуют силы:

 
 

плоскости YOZ :


Направление равнодействующих сил FХ1, FY1и сил FХ2, FY2должно учитываться на расчетных схемах (рис. 1,а и 1,б).

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕАКЦИЙ ОПОР В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ
И ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТЯХ

Определение реакций опор производится по формулам теоретической механики с использованием уравнений равновесия статики.

В горизонтальной плоскости XOZ:SМАХ = 0;

 

 
 

S МBХ = 0;

 

 
 

Производится проверка правильности определения реакции:

Аналогично определяются реакции опор в вертикальной плоскости:

 
 

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩИХ МОМЕНТОВ МХ В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ И МY В ВЕРТИКАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТЯХ, СУММАРНОГО, КРУТЯЩЕГО И ЭКВИВАЛЕНТНОГО МОМЕНТОВ

Определение величин МХ и МY в различных сечениях по длине вала производится по формулам сопротивления материалов. Необходимо вычислить величины изгибающих моментов в сечениях вала, проходящих через середины колес и опор (рис. 1)

 
 

Суммарный изгибающий момент в i–м сечении Мi, Нм:

Эквивалентный момент Мэкв, Нм [4]:

 
 

где Т –вращающий момент, см. формулу (1), Нм;

К – коэффициент, учитывающий разницу в характере нагружения вала моментами М и Т; для реверсивных передач К = 1, нереверсивных – К = 0,6 [1] .


 

Рис. 1. Составление расчётных схем

6. ВЫБОР МАТЕРИАЛА ВАЛА, НАЗНАЧЕНИЕ ТЕРМООБРАБОТКИ,
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСКАЕМЫХ НАПРЯЖЕНИЙ ИЗГИБА

Основными материалами для валов служат углеродистые и легированные стали (табл. 1). Для большинства валов применяют термически обрабатываемые среднеуглеродистые и легированные стали 20,30,45, 40Х подвергая их нормализации или улучшению. Тяжелонагруженные валы машин изготавливают из легированных сталей 40Х, 40ХН, 20Х,12ХНЗА и др., подвергнутых улучшению или закалке ТВЧ.

При предварительном определении размеров вала величина допускаемых напряжений изгиба [sи], МПа, может быть приближенно рассчитана по формуле:

 
 

где s-1 – предел выносливости при симметричном цикле, МПа (табл.1);

[SR] = 1,6…2 – запас прочности по усталостному разрушению;

КsD = 2,8…3,5 – коэффициент, учитывающий конфигурацию, размеры и шероховатость поверхности вала.

Таблица 1

Механические характеристики сталей, МПа [3]

 

Марка стали Диаметр заготовки, мм Твердость НВ (не менее) Механические характеристики, МПа Коэффи­циент
Ст5 Любой 0,06
<120 0,1 0,09
  <80 0,1 0,10
40Х <200 0,1 0,09
  <120 0,1 0,10
40ХН <200 0,1 0,10
20Х <120 0,05 0,07
12ХНЗА <120 0,1 0,10
18ХГТ <60 0,15 0,12

 

 




Поиск по сайту:

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