Расчет валов на статическую прочность.

При расчете валов на статическую прочность необходимо составить расчетную схему вала, определить неизвестные опорные реакции, построить эпюры изгибающих и крутящих моментов, найти опасные сечения и определить фактические напряжения, возникающие в опасных сечениях.

Внешние нагрузки, действующие на валы:

- крутящие моменты или , Нм;

- сила давления на вал от ременной или цепной передачи , Н;

-силы от зубчатой передачи , Н;

- сила давления муфты , Н;

При использовании муфты МУВП , где - крутящий момент, действующий на вал, Нм.

На рис. 6.1 и 6.2 показаны схемы нагружения цилиндрического и конического редуктора. На рис. 6.3 и 6.4 расчетные схемы ведущего и ведомого вала в соответствии со схемами задания.

На расчетных схемах в горизонтальной плоскости действуют силы и опорные реакции . В вертикальной плоскости действуют силы и опорные реакции .

Для определения опорных реакций при решении каждой схемы имеем шесть уравнений статики. Сумма моментов относительно опор в горизонтальной и вертикальной плоскости равна нулю и сумма сил на оси x и y равна нулю. Направление действия силы давления на валы от муфты МУВП неизвестно, поэтому на расчетной схеме выбираем два худших случая: направлена в положительном и отрицательном направлении оси x. Рассмотрим пример определения опорных реакций и построения эпюр изгибающих и крутящих моментов для ведомого вала цилиндрической зубчатой передачи рис.6.5.в.

Определим опорные реакции в горизонтальной плоскости XZ

, ,

, ,

Сила направлена в противоположную сторону

, ,

, ,

Проверка .

Если при решении полученных уравнений результат получается со знаком минус, то на расчетной схеме направление соответствующей реакции необходимо поменять на противоположное.

Определим опорные реакции в вертикальной плоскости

, ,

, ,

Эпюры изгибающих и крутящих моментов показаны на рис. 6.5(а,б). Опасными сечениями вала могут быть сечение (1) и (2).

Опасное сечение (1):

Изгибающий момент

Эквивалентный момент

Эквивалентное напряжение в опасном сечении

При круглом сечении вала момент сопротивления

- диаметр вала в опасном сечении (см. конструкцию ведущего вала).

Коэффициент запаса прочности

- предел текучести материала вала (таблица П13)

- коэффициент перегрузки (см. задание) на проектирование.

Опасное сечение (2):

Изгибающий момент

Эквивалентный момент

Эквивалентное напряжение

При шпоночном соединении зубчатого колеса с валом

где - диаметр вала в сечении (2) (см. конструкцию ведущего вала)

- глубина паза шпонки (см. табл. П18).

Коэффициент запаса прочности

Если , то необходимо увеличить диаметр вала в опасном сечении.

Дата добавления: 2015-09-05