ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 109
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Расчет валов редуктора
Расчет быстроходного вала
-
Исходные данные:
Силы, действующие в зацеплении:
Ft=16969 Н;
Fr=5887Н;
Fa=1868Н;
Консольные силы:
-
сила, действующая на вал, от шкива ременной передачи:
Fв=6784Н
Делительные диаметры шестерни и колеса:
d1=140 мм d2=450 мм
-
Определение реакций опор, построение эпюр крутящих и изгибающих моментов.
Вал заменим расчетной схемой, все внешние силы приводим к оси симметрии сечения
Нахождение неизвестных сил реакции:
-
Вертикальная плоскость:
Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки E:
УравнениеравновесияпосуммарномумоментусилотносительноточкиF:
Проверка:
-
Горизонтальная плоскость:
Уравнение равновесия по суммарному моменту сил относительно точки E:
УравнениеравновесияпосуммарномумоментусилотносительноточкиF:
Проверка:
Реакции опор вала:
Изгибающий момент:
-
Вертикальная плоскость:
Крутящий момент:
Mz=T=230 Нм
Суммарный изгибающий момент:
-
Расчёт быстроходного вала на прочность.
Материал вала-шестерни Сталь 12ХН3А Диаметр 18мм (из компоновки)
950МПа-предел прочности;
430МПа-предел выносливости при нормальных напряжениях;
240МПа-предел выносливости при касательных напряжениях;
0,10-коэффициент чувствительности к асимметрии цикла при сдвиге Составим сводную таблицу
| Сечение |  , H*м | T, H*м | Концентратор | Запас прочности |
| 1-1 |  | 230 | Посадка с натягом | Max2,0 |
| 2-2 |  | 230 | Шпоночный паз и Посадка с натягом | Max 2,0 |
Определение запаса прочности для сечения 1-1 посадка с натягом:
Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала:
-
Осевой:
-
Полярный:
Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении:
Эффективные коэффициенты концентраций напряжений при изгибе и кручении зависят от вида концентратора
Примем при d=18мм
И при
=950МПа коэффициент влияния шероховатости:
Коэффициент влияния поверхностного упрочнения (поверхность вала не упрочняется):
Тогда:
Запасы прочности по нормальным
и касательным
напряжениям:
Результирующий коэффициент запаса прочности вала в сечении 1-1:
Следовательно, конструкция является неоптимальной (недостаточный запас прочности)
Увеличим диаметр с 18мм до 35мм.
Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала:
-
Осевой:
-
Полярный:
Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении:
Примем при d=35 мм
И при
=950МПа коэффициент влияния шероховатости: Коэффициент влияния поверхностного упрочнения (поверхность вала неупрочняется):
Тогда:
Запасы прочности по нормальным
и касательным напряжениям:
Результирующийкоэффициентзапасапрочностивалавсечении1-1:
Следовательно, конструкция является оптимальной в сечении 1-1 при диаметре 35мм.КОНЕЦСЕЧЕНИЯ
Определение запаса прочности для сечения 2-2 шпоночный паз и посадки с натягом:
Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала:
-
Осевой:
-
Полярный:
Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении:
Эффективные коэффициенты концентраций напряжений при изгибе и кручении зависят от вида концентратора
, 
Значение масштабных коэффициентов
Примем при d=18мм
И при
Составим сводную таблицу:
| Вид концентратора |  | |
| Посадка с натягом | 3,6 | 2,15 |
| Шпоночный паз | 2,59 | 2,56 |
Значит, расчет на усталостную прочность ведем по посадке с натягом
Запасы прочности по нормальным
и касательным
напряжениям:
Результирующийкоэффициентзапасапрочностивалавсечении2-2:
Следовательно, конструкция является неоптимальной (недостаточный запас прочности)
Увеличим диаметр с 18мм до 20мм.
Моменты сопротивления сплошного круглого сечения вала:
-
Осевой:
-
Полярный:
Амплитуда напряжений цикла в опасном сечении:
Эффективные коэффициенты концентраций напряжений при изгибе и кручении зависят от вида концентратора
Примем при d=20мм
И при
Коэффициент влияния шероховатости для параметра шероховатости
Коэффициентвлиянияповерхностногоупрочнения(поверхностьваланеупрочняется)
Тогда:
Запасы прочности по нормальным
и касательным напряжениям:
Результирующийкоэффициентзапасапрочностивалавсечении2-2:
