Проверочный Расчет валов на статическую прочность 

Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь
FAQ
Написать работу

КАТЕГОРИИ:

Археология
Биология
Генетика
География
Информатика
История
Логика
Маркетинг
Математика
Менеджмент
Механика
Педагогика
Религия
Социология
Технологии
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву


Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Проверочный Расчет валов на статическую прочность

↑
▷ Содержание
⇐ ПредыдущаяСтр 9 из 12Следующая ⇒
Поиск

 

       Расчетные диаметры валов (с. 36): d Б = 24 мм, d П = 35 мм, d Т = 40 мм.

    Конец входного вала (по муфте) цилиндрический, выходного вала конический; исполнение концов – тип 2 (короткие).

    Из условия установки подшипников на эти валы без выемки шпонок с концов диаметры участков валов под подшипники d П должны быть равны [4, c. 159]:

d П ≥ d СР + 2 t 2 + 1,

где d СР – средний диаметр: для цилиндрического конца d СР = d; для конического [4, c. 432]; t 2 – глубина паза ступицы под шпонку [4, c. 433]:

Вал d, мм d СР, мм Шпонка b x h x l t 2, мм d П′, мм d П, мм
Входной 24 24 8 х 7 х 32 3,3 31,6 35
Выходной 40 35,9 12 х 8 х 70 3,3 43,5 45

    Параметры подшипников после их уточнения приведены в таблице 2.6.    

Таблица 2.6 – Параметры опор валов

Параметры

В а л ы

Примечание
входной

промежуточный

 выходной
1 Диаметр цапфы вала d П, мм

35

 45  
2 Подшипник ГОСТ 27365-87

7207А

 7209А

[4, c. 422]
3 Габаритные размеры D ´T, мм

72 ´ 18,25

 85 ´ 21
4  Параметр e

0,37

 0,4
5  Установка

"враспор"

  
6  Расстояние a П= T /2 + e (d П+ D)/6

16

19

 округлено
           

    Длины участков валов определены расчетом. 

    Относительно подшипниковых опор корпуса и их крышки проектируют симметричными, т.е. с одинаковой толщиной бобышек. Начинать конструирование валов следует с наружной опоры выходного вала, имеющей наибольшие размеры подшипников, регуляторов зазоров и крышек. Внутренние опоры этому правилу не подчиняются.

На рисунке 2.5 в качестве примера показаны размеры отдельных участков выходного (тихоходного) вала, соответствующие расположенным на нем деталям: 1 – подшипники (Т = 21 мм), зазоры а = 10 мм, ширина колеса тихоходной ступени b 2T = 48 мм; в закладной крышке 2 установлен винтовой регулятор (винт 3 и шайба 4) зазоров в подшипниках; внутри винта находится манжета 5 [4, c. 431]

1 – 45 х 62 – 3 ГОСТ 8752-79 шириной h 1 = 10 мм. Ширина регулятора b P = 25 мм.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                            

 

 

        

Таким образом, толщина бобышки 6 корпуса равна Т + b P = 21 + 25 = 46 мм. Выступ вала за внешнюю сторону крышки 2 (таблица 1.10) равен 7 мм. Дли-

на перехода от конуса (l 2 = 82 мм – по ГОСТ 12091-72) к цилиндру (d = 40 мм) равна 0,15 d = 0,15∙40 = 6 мм.

    В результате имеем  длину вала   l В = 230 мм,  расчетную  длину  балки   l =

= 170 мм c длинами участков l 1 = l 2 = 36 мм, l 3 = 98 мм.

    Аналогично рассчитаны длины других валов.

На рисунке 2.6 приведены расчетные схемы валов, усилия F в передачах и консольные нагрузки, реакции R в опорах, эпюры изгибающих моментов: M x

в горизонтальной, M y в вертикальной плоскостях и М М от муфты; эпюры вращающих моментов Т.

       Примечание – При расчете валов условно принято плоскость X располагать по направлению окружных сил F t в зацеплениях, плоскость Y перпендикулярно X, т.е Y – в плоскости расположения валов редуктора (рисунок 2.4, а показана схема осей х и у, использованная при расчете цепной передачи). На рисунке 2.6 обозначено: 1 – опора, воспринимающая только радиальную силу реакции R 1; 2 – опора, воспринимающая радиальную силу R 2 и внешнюю осевую силу FA (фиксирующая опора).  

    Результаты расчета валов представлены в таблице 2.7.


                                                                                                                                                                                                         

 

 

                                                                                                                                                                                                                    
 
 


       Таблица 2.7 – Формуляр для расчета валов на статическую прочность

Параметры

Формула,

источник

Результаты расчета по валам

Примечание
наименование обоз наче ние входной промежуточный выходной

1 Длина участков. мм

 l 1

Из расчета или с чертежа редуктора

 65 25 36

Рисунки 2.5 и 2.6
l 2 25 106 36
l 3 25 39 98
l

l 1 + l 2 + l 3

 115 170 170

2 Внешняя нагрузка, Н

 F t 1 1045 3705 –

Подраз-

дел 2.6
F t 2 – 1045 3705
F r 1 402 1383 –
F r 2 – 402 1383
F a 1 356 844 –
F a 2 – 356 844
FA 356 488 844
F M 670 – –
F В х – – 3860
F В у – – 2110

Т 1, Н∙м

   28,7 123,5 –  
2 Реакции опор, Н:          

   в плоскости Х

 R 1 x

Из условия равновесия балок на двух опорах

 523 41 3129

с округ-

лением
R 2 x 523 2701 4724

      в плоскости Y

 R 1 y 5 751 8438
R 2 y 397 1054 3195

      радиальные

 R 1′

(R 1 х 2 + R 1 y 2)1/2

 523 752 9000  
R 2′

(R 2 х 2 + R 2 y 2)1/2

 657 2892 5703  

3 Силы муфты, Н

 F M1

F M l / (l 2 + l 3)

 1541 – –

Рисунок

2.6
F M2

F M1 – F M

 871 – –

4 Суммарные ради-  

альные силы, Н

 R 1

R 1′ + F M1

 2064 752 9000  
R 2

R 2′ + F M2

 1528 2892 5703  

5 Изгибающие моменты в расчетных сечениях, Н∙м:
            от силы F а 1 М а 1

F а 1 d 1 / 2000

 9,78 28,13 –

Рисунок

2.6

`
            от силы F а 2 М а 2

F а 2 d 2 / 2000

 – 43,62 98,46

       в плоскости Х

 М 1 x 13,08 105 207
М 2 x – 1,03 170

     в плоскости Y

 М 1 y М 1 y 1 0,13 9,93 40,3 12,2 378 –
М 2 y М 2 y 1 – 18,9 24,8 213 115

     суммарные

 М 1′

(М 1 х 2 + М 1 у 2)1/2 

 16,4 112,5 431

М 1 у –

max
М 2′

(М 2 х 2 + М 2 у 2)1/2 

 – 24,8 273

     от сил муфты

 М 1М

 

 38,2 – –  
М 2М

 

 43,6 – –  
               

 

Окончание таблицы 2.7

Параметры

Формула,

источник

Результаты расчета по валам

Примечание

наименование

обоз-

наче-

ние

 входной промежуточный выходной

         расчетные

М 1Р

 М 1′ + М 1М 54,6 112,5 431

 

М 2Р

 М 2′ + М 2М 43,6 24,8 273

        максимальные

М 1max

 K П М 1Р 120 248 948

K П= 2,2

  

М 2max

 K П М 2Р 96 54,6 601  

6 Вращающий момент, Н∙м

 Т   28,7 123,5 418

 

  
максимальный

Т max

 K П T max 63 272 920

K П= 2,2

  
7 Максимальная осе- вая сила, Н

FА max

 K П FА max 783 1074 1857  

8 Диаметр вала, мм

d 1

   49,93 60,42 45  

d 2

   35 35 45  
9 Сечение шпонки

b 2 x h 2

 Сечение 2 – 10 х 8 14 х 9

 

  

10 Моменты сопротивления сечений W∙ 10-3, мм3:

  

осевой "нетто"

W 1

 π d 3 / 32 12,2 21,7 8,9

[4, c.166]

[8, c. 25]

  

W 2

 π d 3 / 32 – bh (2 d – – h)2 / (16 d) 4,2 3,7 7,8  

полярный "нетто"

WP 1

 2 W 1 24,4 43,4 17,8  

WP 2

 π d 3 / 16 – bh (2 d – – h)2 / (16 d) 8,4 7,9 16,7  

11 Площадь сечения

"нетто" А ∙10-3, мм2

А 1

 π d 2 / 4 1,96 2,9 1,59  

А 2

 π d 2 / 4 – bh / 2 0,96 0,92 1,53  

12 Напряжения, МПа:

             нормальные

σ1

103 M max / W +

+ FA max / A

 10,2 11,8 107,7

[4, c.

165]

[8, c. 25]

σ2

 23,7 15,9 78,3

          касательные

τ1

103 Т max / WP

 2,58 6,27 51,7

τ2

 7,5 34,6 55,1

13 Пределы текуче-    

сти, МПа

σТ

d £ 80 мм

750*

 650**

[4, c.

165]

τТ

450

 390

14 Коэффициенты за-

паса прочности:

S σ1

 σТ / σ1 73,5 63,6 6,04  

S σ2

 σТ / σ2 31,6 47,2 8,3  

S τ1

 τТ / τ1 174,4 71,8 7,54  

S τ2

 τТ / τ2 60 13 7,08  

общий коэффициент

S Т1

S σ S τ / (S σ2 + S τ2)1/2

 67,7 47,6 4,71

[8, c. 25]

S Т2

 28 12,5 5,39

     Примечания – 1 * d – диаметры заготовок шестерен из стали 40Х;

                              2 ** d – диаметр гладкого вала из стали 45.

                     

       В опасных сечениях 1 и 2 всех валов S Т > [ S Т] = 1,3…2. Статическая прочность валов при кратковременных перегрузках от максимальной нагрузки обеспечивается.

Подбор подшипников качения

 

    Расчетная нагрузка F r и F a, действующая на подшипники, приведена в таблице 2.8.

Таблица 2.8 – Силы F r и F a на подшипниках

Параметр

Нагрузка на подшипниках валов

входного

 промежуточного

выходного

1 Внешняя нагрузка на опорах, Н

F r 1 = R 1

 2064 752

9000

F r 2 = R 2

 1528 2892

5703

FA

 356 488

844

2 Подшипник:

7207А

7209А

– параметр e [4, c. 422]

0,37

0,4

– силы, Н:  

    

 

          FS 1 = 0,83 e F r 1

 634 231

2988

        FS 2 = 0,83 e F r 2

 469 888

1893

3 Расчетная осевая нагрузка F а ,,Н
Расчетная схема  

Условие равновесия

F a 1 + F A – F a 2 = 0
 Условия сборки

F a 1   ³ FS 1, F a 2   ³ FS 2
 Допустим F a 1 = FS 1,

634

 231

2988
 тогда F a 2 = F A + F a 1

990

 719

3832
 Проверка F a 2 ≥ FS 2

990 > 469

 719 <888

3832 >1893
 

 

Условие не выполняется

  
Принимаем F a 2   = FS 2

 

888

 
Тогда F a 1 = F a 2 – F A

 

400 > 231

 
Таким образом

F a 1   = 634

F a 1   = 400

F a 1   = 2988
 

F a 2   = 990

F a 2   = 888

F a 2   = 3832
             

Проверка ресурса подшипников выполнена в таблице 2.9.

Таблица 2.9 – Проверка ресурса подшипников качения

Параметры

Формулы

Результаты расчета по валам

Примечание
наименование обоз- наче- ние входной промежуточный выходной
1 Типоразмер   ГОСТ 27365-87

7207А

 7209А  
2 Динамическая грузоподъемность. Н С r  

48400

 62700 [4, c. 422]
3 Частота вращения, мин-1 n   1410 316,1 90,3  
4 Диаметр, мм d  

35

 45  
5 Угол контакта. град α arctg(e / 1,5)

13,856

 14,93  

6 Отношение

 

 F a 1   / (VF r 1) 0,307 < e 0,53 > e 0,332 < e

V = 1
F a 2   / (VF r 2) 0,648 > e 0,307 < e 0,672 > e

Окончание таблицы 2.9

Параметры

Формулы

Результаты расчета по валам

Примечание
наименование обоз- наче- ние входной

промежуточный

 выходной

7 Опора 1

 Х   1,0

0.4

 1.0

*соответ-ствие фор

мул и результатов
Y * 0,4ctgα 0

1,62*

 0

Опора 2

 Х   0,4

1,0

 0,4
Y * 0,4ctgα 1,62*

0

 1,5*

8 Эквивалентная ра-  

диальная динами-  

ческая нагрузка, Н

 P r 1

(VXF r + YF a) K Б К Т

 2890

1328

 12600 K Б = 1,4
P r 2 3101

4049

 11241 К Т = 1,0
     

 

    

9 Коэффициент приведения нагрузки к эквивалентной постоянной по графику рисунка 2 (ТЗ)

КЕ = [S(T i / T)3(L hi / L h)]1/3 = [13∙0,4 + 0,53∙0,2 + 0,23∙0,4]1/3 = 0,754
10 Расчетная эквива- лентная нагрузка, Н PЕ r КЕ P r max 2338

3053

 9500  
11 Скорректирован- ный ресурс, ч L 10 ah 106 a 23(C r / PE r) p / / (60 n) 187141

343000

 64693 a 23 = 0,65 p = 10/3
Запас по ресурсу, ч S L 10 ah  / [ L 10] 17,8

32,6

 6,15 [ L 10] = 10512 ч

12 Пересчет параметров на подшипники особолегкой серии в связи с большим запасом ресурса
Типоразмер    

2007107А

2007109А

[9, c. 242]
  С r  

40200

 55000
  e  

0,27

 0,3
  FS 1 0,83 e F r 1 462

168

 2241  
  FS 2 0,83 e F r 2 342

648

 1420  
    F a 1 = FS 1, 462

168

 2241  
    F a 2 = F A + F a 1 818 > 342

656 > 648

 3085 > 1420  
    F a 1   / (VF r 1) 0,224 < e

0,223 < e

 0,249 < e  
    F a 2   / (VF r 2) 0,535 > e

0,227 < e

 0,541 > e  
  P r 1   2890

1053

 12600

1)   Y = 2,21

2) Y = 2,0
  P r 2   33871)

4049

 135782)
  PЕ r КЕ P r max 2254

3053

 10239
  L 10 ah   113870

184741

 32564
  S   10,8

15,6

 3,1
Габаритные размеры   d x D x T

35 х 62 х18

45 х 75 х 20

 [9, c. 242]
                 

       Запас S по ресурсу показывает, что надежность подшипников будет значительно выше, чем базовая при 90 процентах.

 

2.9 Расчет шпоночных соединений

 
Рисунок 2.7 – Размеры шпонок  

    Принимаем шпонки призматические по ГОСТ 23360–78 [4, c. 432].

Напряжения смятия [8, c. 6]

sсм = 2000 Т / dkl р £ [sсм],

где l р = l – b – расчетная длина шпонки; l ст  (рисунок 2.7) – длина ступицы насаживаемой детали; k = h – t 1 – расчетная высота шпонки;[sсм] = 325…430 МПа – допускаемое напряжение смятия: для шпонок из стали 45 и Ст5

    Размеры шпонок и расчет sсм даны в таблице 2.10.

Таблица 2.10 – Расчет шпонок

Параметры

В а л

    

наименование

обозначение

 входной промежуточный

выходной

Примечание

Место соединения
муфта колесо z 2Б колесо z 2Т звездочка*
1 Диаметр вала, мм d 24 35 45 35,9

 
2 Момент, Н×м Т 28,7 123,5

418

 
3 Длина ступицы, мм l ст 36 24 48 82

 
4 Шпонка ГОСТ23360 b x h x l 8 x 7 х 32 10 х 8 х 22 14 х 9 х 45 10 х 8 х 70

[4,  

c. 432, 433]

– размеры, мм

 t 1 4,0 5,0 5,5 5,0
k 3,0 3,0 3,5 3,0
l Р 24 12 31 60
5 Напряжения,  МПа sсм 33,2 196 171 129

 

Условие прочности выполняется: sсм < [sсм]

Примечание – * размеры для конического конца вала по ГОСТ 12081–72 [4, c.431]

 

3 ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОЕКТ

   


⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:


Познавательные статьи:


Техника нижней прямой подачи мяча
Комплекс физических упражнений для развития мышц плечевого пояса
Стандарт Порядок надевания противочумного костюма
Общеразвивающие упражнения без предметов


Последнее изменение этой страницы: 2021-02-07; просмотров: 405; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 216.73.217.21 (0.009 с.)