Расчет трубы карданного вала на прочность

Рис. 2.4. Расчетная схема трубы карданного вала

При расчете трубы карданного вала определяют следующие параметры.

1. Критическую частоту вращения определяют по формуле 2.13 для трубчатого вала:

, об/мин, (2.13)

где – наружный диаметр трубы карданного вала, см;

– внутренний диаметр, см;

– длина карданного вала, см;

Под критической частотой вращения понимают частоту, при которой происходит потеря устойчивости прямолинейной формы оси вращающегося вала. Критическое число оборотов карданного вала должно быть в 1,5 – 2,0 раза выше максимальных эксплуатационных оборотов:

.

Последние определяются следующим образом:

, об/мин, (2.14)

где – максимальная скорость автомобиля, км/ч;

передаточное число от карданного вала к ведущим колесам;

– радиус колеса, катящегося без скольжения, м.

Причем , м; – коэффициент деформации шины; –свободный радиус шины, м.

2. Далее определяют напряжение кручения полой трубы под воздействием расчетного момента М:

(2.15)

Напряжение кручения τ не должны превышать 300 мПа. передаточное число коробки передач на низшей передаче.

3. Жесткость вала карданной передачи определяется по максимальному углу закручивания под действием расчетного момента.

(2.16)

где I₀ – полярный момент инерции трубчатого вала, м4;

G – модуль упругости при кручении, для стали G=8,5·104 Мпа.

Условие жесткости вала при кручении: 3 –9 на 1 м длины вала.

При расчете шлицевого соединения скользящей вилки определяют напряжения смятия σ_см на боковой поверхности шлицев.

где – наружный и внутренний диаметр шлиц, м;

– длина шлиц, м;

n – число шлиц.

Допускаемые напряжения смятия [σ_см]= 15– 25 МПа.

Кроме смятия шлицы проверяются на срез в опасном сечении:

где b – ширина шлиц, м.

Допускаемые напряжения среза [τ]= 15– 25 МПа.

По итогам проведенных расчетов делается вывод о работоспособности проверяемого карданного вала, результаты расчетов заносятся в итоговую таблицу.

Дата добавления: 2014-12-08