Розрахунки валів та осей

Вали зазнають дії напруг згину і кручення, а осі – тільки згину. Постійні за величиною та напрямком радіальні сили спричиняють у нерухомих осях постійні напруги, а в осях та валах, що обертаються, –напруги, які змінюються за знакозмінним симетричним циклом. Постійні навантаги від зубчастих коліс, шківів, зірочок та ін., які обертаються разом з осями та валами, і є незрівноважені, спричи-няють також постійні напруги.

Проектний (попередній) розрахунок валів необхідний для розробки його конструкції. На практиці найчастіше використовують такий порядок проектного розрахунку вала:

1) попередньо оцінюють середній діаметр вала за умови міцності тільки на кручення (згинальний момент поки невідомий, оскільки невідомі розташування опор і місця прикладання навантаг):

, (7.1)

де – напруга кручення; – відомий уже обертовий момент; – полярний момент опору кручення.

Оскільки , то із (7.1) дістаємо

, мм, (7.2)

де – діаметр вихідного відрізка швидкохідного або тихохідного валів передачі, або відрізка вала під зубчастим колесом для проміжного вала, мм, = (0,025÷0,03)– умовна (знижена) допустима напруга при крученні, МПа; – границя міцності матеріалу вала, МПа; Т, Нм.

Попередньо оцінити діаметр проектованого вала можна також, орієнтуючись на діаметр того вала, з яким він з’єднується (вали передають однаковий момент Т). Наприклад, якщо швидкохідний вал редуктора з’єднується з валом електродвигуна, то діаметр вхідного кінця можна прийняти рівним або близьким до діаметра вала електродвигуна: (0,8÷1,0), де – діаметр вала електродвигуна.

Одержане значення діаметра вала за формулою (7.2) заокруглюють в більшу сторону до найближчого стандартного лінійного розміру (ГОСТ 6636);

2) маючи проектний (попередній) діаметр вала, розробляють конструкцію вала ескізно разом зі спряженими деталями і зусиллями, які прикладені до нього. Виконують креслення.

Проставляють лінійні розміри довжин ступеней вала, їхніх діаметрів, а також відстаней між силовими факторами, що діють на вал, з урахуванням установних баз вальниць.

Проставляються поля допусків лінійних параметрів, перехідні радіуси, а також інші геометричні параметри;

3) виконують перевірковий розрахунок вибраної конструкції, про що йтиметься нижче. Якщо необхідно, вносять правки у вибрану конструкцію та її параметри, враховуючи, що діаметр вала є одним із основних параметрів, які визначають розміри і навантажувальну здатність вальниць.

Перевірковий розрахунок валів складається з кількох етапів. Найпершим є вибір розрахункової моделі і визначення розрахункових навантаг. За ескізом (кресленням) вала (рис. 7.5) з усіма деталями на ньому складається розрахункова модель (рис. 7.6), на яку наносять усі зовнішні силові фактори, що навантажують вал. Зводять площини дії силових факторів до двох взаємно перпендикулярних площин (горизонтальної х та вертикальної y). Потім визначають реакції в горизонтальній та вертикальній площинах та загальні (сумарні) реакції в опорах. В тих же площинах будують епюри згинальних M_x, M_y і обертового T моментів (рис. 7.6). Сумарний момент M_Eзнаходять як геометричну суму за формулою

. (7.3)

При складанні розрахункової моделі вали розглядаються як прямі бруси, що лежать на шарнірних опорах. Основними навантагами на вали є сили від передач через насаджені на них деталі: зубчасті або черв’ячні колеса, черв’яки, зірочки, шківи, напівмуфти. Ці сили розподілені по ширині вінця зубчастого колеса, довжині маточини, ширині вальниці і т. ін.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Навантаги на вали і осі та їхні розрахункові моделі	\|	Вальниці ковзання. Загальні відомості

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.013 сек.