Проверочный расчет валов на выносливость на примере червячно-цилиндрического редуктора
Для примера рассмотрим быстроходный и промежуточный валы двухступенчатого редуктора. Проверочный расчет проводится для проверки прочности в опасном сечении в зависимости от направления и величины действующих на него нагрузок. Напряжение изгиба изменяется по симметричному циклу, а касательные напряжения кручения по пульсирующему.
Расчет промежуточного вала
Выбор материала вала Для изготовления быстроходного вала выбрали материал сталь 40Х, твердость не менее 200НВ; s-1 = 320 МПа и t-1 = 200МПа – пределы выносливости при симметричном цикле изгиба и кручения. Строим расчетную схему вала. Силы в зацеплении: F't- окружная сила, Н Fr- радиальная сила, Н F'a- осевая сила, Н F't=F''t=½Ft=696,2Н, F'r=F''r=½Fr=255,7Н, F'a= F''a=½Fa=94,1 Н. Консольная нагрузка от муфты Fм =223 Н. Реакции: RDy = 245,5 Н, RBy = 266 Н, . Расстояния: l = 60 мм, l1 = 130 мм, lоп = 50 мм Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси Y в характерных точках сечения А, B, С1, С2, D. слева MDy = 0; MС2y = -RDx·l = -740,8·60·10 -3 = -44,4 Н·м; MС1y = -RDx·(l+l1)+F''t·l1= -740,8·190·10-3+696,2·130·10 -3= -50,2 Н·м; MBy = -RDx·(2l+l1)+F''t·(l+l1)+F't·l= = -740,8·250·10 –3 + 696,2·190·10-3 + 696,2·60·10-3= -11,2 Н·м; MАy = 0; проверка: справа MBy = -Fм·lоп= -223·50·10-3 = -11,2 Н·м; Строим эпюру изгибающих моментов относительно оси X в характерных точках сечения А, B, С1, С2, D. слева MDx = 0; MC2x1 = RDy·l = 245,5·60·10-3 = 14,7 Н·м; MC2x2 = RDy·l + F''а·½d1 = 245,5·60·10-3 + 94,1·13,6·10-3 = 16 Н·м; MC1x1 = RDy·(l+ l1) + F''а·½d1 – F''r·l1= = 245,5·190·10-3+94,1·13,6·10-3–255,7·130·10-3= 14,7 Н·м; MC2x2=RDy·(l+l1)+F''а·½d1+F'а·½d1–F''r·l1=245,5·190·10-3+ +94,1·13,6·10-3 + 94,1·13,6·10-3–255,7·130·10-3 = 16 Н·м; справа MAx = 0; MBx = 0 проверка: справа MC2z2 =RBy·l=266·60·10-3 = 16 Н·м; Строим эпюру крутящих моментов. Определение опасного сечения В соответствии с эпюрами изгибающих и крутящих моментов предположительно устанавливаем опасные сечения вала, которые подлежат проверочному расчету на усталость. Такое сечение в точке С1.(в связи с наличием концентратора напряжения- шпоночного паза) Суммарный изгибающий момент в сечении С1: MK = 9,5 Н·м. Осевой момент сопротивления сечения С. Полярный момент сопротивления сечения С. Амплитуда нормальных напряжений: среднее напряжение циклов sm = 0. Амплитуда касательных напряжений: среднее напряжение циклов tm = ta = 1,3 Н/мм2. Принимаем коэффициенты концентрации напряжений: Ks = 1,9; Kt = 1,6; Принимаем коэффициенты масштабных факторов: Еs = 0,88; Еt = 0,77; Определяем коэффициенты запаса прочности вала в сечении С2 по нормальным и касательным напряжениям. Расчетный коэффициент запаса прочности : S > [S] = 1,5. Сопротивление усталости обеспечивается.
Рис8.1 Расчетная схема вала Расчет промежуточного вала
Из предыдущих разделов имеем Силы в цилиндрическом зацеплении быстроходной ступени: Ft2 = 557,4 Н, Fr2 = 206,3 Н. Fa2 = 103,1 Н. Силы в червячном зацеплении тихоходной ступени: Ft1 = 665,6 Н, Fr1=2713,4 Н. Fa1= 7454,4 Н. Реакции: RDy = 3726,6 Н, RBy =1219,5 Н, . Расстояния: l1 = 80 мм, l2 = 80 мм, l3 = 40 мм.
Популярное: Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (391)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |