Файл: Лабораторная работа 4 "Расчет валов".docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 49

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


4.3.1.2. Реакции опор в вертикальной плоскости





Для удобства дальнейших расчетов необходимо направить вектор в действительное направление.





Проводится проверка равновесия балки в горизонтальной плоскости:



Погрешность вычисления сил, составила менее 5%

Изгибающие моменты в точках C иDзапишутся:





4.3.1.3. Эпюра суммарного изгибающего момента







4.3.1.4. Строится эпюра крутящего момента T,



4.3.1.5. Приведённый момент


4.3.1.6. Диаметр вала в опасном сечении:



По ГОСТ 6636-69 выбирается с шероховатостью Ra10

А также к этот диаметр необходимо увеличить на 10% из-за ослабления шпонкой. Итого получаем


4.3.1.7. Определяются суммарные реакции в опорах:





4.3.2. Конструкция вала





Рис. 4.7 Конструкция промежуточного вала

4.4. Расчет тихоходного вала

Проектировочный расчет вала

Определяются реакции опор в горизонтальной плоскости





Для удобства дальнейших расчетов необходимо направить вектор в действительное направление.





Проводится проверка равновесия балки в горизонтальной плоскости:



Погрешность вычисления сил, составила менее 5%

Строится эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости. Изгибающие моменты в точках C иDзапишутся:





4.4.1.2. Определяются реакции опор в вертикальной плоскости









Проводится проверка равновесия балки в горизонтальной плоскости:



Погрешность вычисления сил, составила менее 5%

Строится эпюра изгибающих моментов в горизонтальной плоскости. Изгибающие моменты в точках C иDзапишутся:









Рис. 4.8. Эпюры моментов на тихоходном валу

4.4.1.3. Эпюра суммарного изгибающего момента







4.4.1.4.Эпюра крутящего момента T,



4.4.1.5. Приведённый момент



4.4.1.6. Диаметр вала в опасном сечении

Примем что вал будет изготавливаться из стали 45, тогда диаметр вала в точке С по этому условию должен быть равен:





По ГОСТ 6636-69 выбирается с шероховатостью Ra20

А также к этот диаметр необходимо увеличить на 10% из-за ослабления шпонкой. Итого получаем и округляем до стандартного размера подшипников:



4.4.1.7. Суммарные реакции в опорах





4.4.2. Конструкция тихоходного вала





Рис. 4.9.
4.4.3. Проверочный расчет тихоходного вала.

Расчет тихоходного вала на жесткость

При работе вала в нем возникают деформации изгиба (прогиб, угол поворота сечений) и кручение (угол закручивания). От прогиба вала в зубчатом зацеплении создается концентрация нагрузки по длине зуба. При больших углах поворота сечения в подшипнике может произойти недопустимый перекос колец. Большие углы закручивания могут вызвать появление крутильных колебаний. Деформации от изгиба будут иметь большие значения на быстроходных (входных) валах редуктора. Деформации должны быть ограничены допускаемыми пределами.

Для валов зубчатых передач допускаемая стрела прогиба под шестерней или колесом



Где - модуль зацепления, мм.

А прогиб тихоходного вала под шестерней открытой конической передачи равен



Для определения прогиба вала необходимо в горизонтальной и вертикальной плоскостях найти стрелу прогиба в опасном сечении, а геометрическая сумма их даст искомый прогиб вала




– прогибы вала в вертикальной и горизонтальной плоскостях определяются интегралом Мора или способом Верещагина, известными из курса сопротивления материалов.

Определение прогиба способом Верещагина.

Рассмотрим тихоходный вал редуктора, который получает вращение от промежуточного вала через тихоходную прямую цилиндрическую передачу. Прогиб вала целесообразно проверить на конце консоли, т.е. там, где посажена коническая передача. В этом сечении прикладывается единичная сила. Строится эпюра изгибающих моментов от единичной силы (рис.16). Площади эпюр от действующих сил умножаются на ординаты под их центрами тяжести, взятыми с единичной эпюры моментов. Для предотвращения ошибок необходимо определить коэффициент масштабов при построении эпюр моментов:

- коэффициент масштаба изображения длины вала, , мм/мм;

- коэффициент масштаба изображения действительных моментов, ;

- коэффициент масштаба изображения эпюры от единичной силы, .

Значит полученное значение прогиба с эпюр необходимо умножить на коэффициенты изображения:





Здесь – площадь участка эпюры моментов с одним законом изменения;

– ордината под центром тяжести участка эпюры моментов, взятая с эпюры моментов от единичной силы;

– модуль продольной упругости, для стали

– момент инерции сечения вала,



Рис. 4.10. Метод Верещагина, прогиб

Возьмем шлиц легкой серии по ГОСТ 1139 – 80, 10х72х78, для соответствия вала диаметром 80 мм, в расчетах на прогиб считает внутренний диаметр шлица
.

- изображенная длина вала на эпюре считается в два раза больше действительной, значит её коэффициент масштаба будет ;

- коэффициент масштаба изображения действительных моментов ;

- коэффициент масштаба изображения эпюры от единичной силы .













Далее применяется метода Верещагина для определения угла поворота в сечении подшипника, для этого в сечении подшипника прикладывается единичный момент. Для предотвращения ошибок необходимо определить коэффициент масштабов при построении эпюр моментов:

- изображенная длина вала на эпюре считается в два раза больше действительной, значит её коэффициент масштаба будет ;

- коэффициент масштаба изображения действительных моментов ;

- коэффициент масштаба изображения эпюры от единичного момента, .

Значит полученное значение прогиба с эпюр необходимо умножить на коэффициенты изображения:







В радиальном шарикоподшипнике



Сравнивая по отдельности угол прогиба в вертикальной и горизонтальной плоскости получаем, что угол закручивания входит в допускаемые значения: