Расчет вала на статическую прочность в рассматриваемом сечении
Проверку статической прочности производят в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске).
Этим расчетом определяются коэффициенты запаса прочности по текучести в опасных сечениях вала и сравниваются с допускаемым коэффициентом запаса.
Последовательность расчета [1]:
1. По чертежу вала, полученному из эскизной компоновки редуктора, составляют расчетную схему, на которой наносят в аксонометрии все внешние силы, нагружающие вал, приводя плоскости их действия к двум взаимно перпендикулярным плоскостям (горизонтальной XOZ и вертикальной YOZ).
2. Затем определяют реакции опор в горизонтальной и вертикальной плоскости. В этих же плоскостях строят эпюры изгибающих моментов MX , MY и крутящего момента T.
Примечание –В случае наличиямуфты строят отдельную эпюру изгибающего момента MК от возникающей кривошипной силы муфты 
(таблица А.15), нагружающей вал консольно. Консольная кривошипная сила от муфты вращается вместе с валом, и такая схема расчета обеспечивает ее учет при самом опасном случае воздействия.
3. Предположительно устанавливают опасные сечения, исходя из эпюр моментов, размеров сечения и концентратора напряжений.
4. Определяют суммарные изгибающие моменты в опасных сечениях по формуле
, (1.2)
|
|
|
а при наличии муфты
. (1.3)
Консольную силу от действия передачи гибкой связью (ременной или цепной) раскладывают на две составляющие по указанным плоскостям.
5. Определяют нормальные и касательные напряжения в рассматриваемом сечении вала по формулам:
, (1.4)
, (1.5)
где 
– осевая сила, действующая на вал (для промежуточного вала – алгебраическая сумма осевых сил, действующих на вал);
, 
, 
– площадь, осевой и полярный моменты сопротивления поперечного нетто – сечения вала в опасном его сечении, учитывая тип соединения (с посадкой, шпоночное или шлицевое).
– осевой момент сопротивления для сплошного круглого сечения диаметром d.
– осевой момент сопротивления для полого круглого сечения (рисунок 1,а),
где 
– коэффициент пересчета (таблица А.3).
– осевой момент сопротивления для вала с одной призматической шпонкой (рисунок 1,в).
а) б) в)
Рисунок 1 – Формы поперечных сечений валов:
|
|
|
а) полый; б) шлицевой с прямобочными шлицами; в) с призматической шпонкой
Примечание – Значения моментов сопротивления приведены в таблице А.5.
– осевой момент сопротивления для шлицевого вала с прямобочными шлицами (рисунок 1,в).
Примечание – Значения моментов сопротивления приведены в таблице А.4.
– площадь поперечного сечения для сплошного круглого сечения диаметром d.
– площадь поперечного сечения для полого круглого сечения.
– площадь поперечного сечения для вала с одной призматической шпонкой.
– площадь поперечного сечения для шлицевого вала с прямобочными шлицами.
– полярный момент сопротивления для сплошного круглого сечения диаметром d.
– полярный момент сопротивления для полого круглого сечения.
– полярный момент сопротивления для вала с одной призматической шпонкой.
Примечание – Значения моментов сопротивления приведены в таблице А.5.
– полярный момент сопротивления для прямобочного шлицевого вала.
Для вала-шестерни в сечении по зубьям геометрические характеристики поперечного сечения определяют, как для сплошного сечения по начальному диаметру dw, а для вала червяка – по диаметру впадин df .
6. Определяют частные коэффициенты запасов прочности по нормальным SТs и касательным STτ напряжениям:
|
|
|
SТs = 
; STτ = 
, (1.6)
где 
, 
– пределы текучести материала вала по нормальным и касательным напряжениям, МПа (таблица А.2).
7. Определяют общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести согласно гипотезе прочности максимальных касательных напряжений в опасных сечениях вала:
, (1.7)
где 
1,3...2,0 – допустимые значения для коэффициента запаса прочности по текучести; 
– коэффициент перегрузки (приложение А.17 [10]); 
– максимальный кратковременно действующий вращающий момент (момент перегрузки).
Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 651; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!