Читайте также:
|
|
Валы и оси, рассчитанные на статическую или усталостную прочность, не всегда обеспечивают нормальную работу машин.
Под действием нагрузок F (рис. 14) валы и оси в процессе работы деформируются и получают линейные прогибы f и угловые перемещения, что, в свою очередь, ухудшает работоспособность отдельных узлов машин. Так, например, значительный прогиб f вала электродвигателя увеличивает зазор между ротором и статором, что отрицательно сказывается на его работе. Угловые перемещения вала или оси ухудшают работу подшипников, точность зацепления передач. От прогиба вала в зубчатом зацеплении возникает концентрация нагрузки по длине зуба. При больших углах поворота в подшипнике может произойти защемление вала. В металлорежущих станках перемещения валов (в особенности шпинделей) снижают точность обработки и качество поверхности деталей. В делительных и отсчетных механизмах упругие перемещения снижают точность измерений и т. д.
Для обеспечения требуемой жесткости вала или оси необходимо произвести расчет на изгибную или крутильную жесткость.
Рис. 14. Деформация вала под нагрузкой
Расчет валов и осей на изгибную жесткость.
Параметрами, характеризующими изгибную жесткость валов и осей, являются прогиб вала f и угол наклона , а также угол закручивания
Условие для обеспечения в процессе эксплуатации требуемой жесткости на изгиб:
и (23)
где f — действительный прогиб вала (оси), определяемый по формуле (сначала определяется максимальный прогиб в плоскости (Y)- fy, затем в плоскости (Z) - fz, после чего эти прогибы векторно суммируются); [f] — допускаемый прогиб (табл. 3); и — действительный и допускаемый углы наклона (табл. 3).
Расчет валов и осей на крутильную жесткость.
Максимальный угол закручивания определяется также по формулам курса "Сопротивление материалов".
Допускаемый угол закрутки в градусах на метр длины можно принимать равным:
Допускаемые упругие перемещения зависят от конкретных требований к конструкции и определяются в каждом отдельном случае. Так, например, для валов зубчатых цилиндрических передач допустимая стрела прогиба под колесом , где т – модуль зацепления.
Малое значение допускаемых перемещений иногда приводит к тому, что размеры вала определяет не прочность, а жесткость. Тогда нецелесообразно изготовлять вал из дорогих высокопрочных сталей.
Перемещения при изгибе целесообразно определять, используя интеграл Мора или способ Верещагина (см. курс «Сопротивление материалов»).
Таблица 3. Допускаемые прогибы вала [f] и углы наклона
Конструкция | Параметр |
Максимальный прогиб, мм: | |
Валов общего назначения при длине вала l | [f] = (0,0002-0,003) l |
В месте установки зубчатых колес | [f] = (0,01+ 0,03)/ m * |
Валов червяков | [f] = (0,005 + 0,01 )т |
Угол наклона , рад: | |
радиальный шарикоподшипник | = 0,01 |
подшипник скольжения | = 0,001 |
сферический шарикоподшипник | = 0,05 |
* т — модуль.
Дата добавления: 2015-10-16; просмотров: 77 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Уточненный расчет валов (осей) на выносливость | | | ВВЕДЕНИЕ |