Проверочный расчет валов на прочность

Предварительный расчет валов

РАСЧЕТ ВАЛОВ

Диаметры валов приближенно определяют в результате проектировочного расчета по следующей формуле:

,

где d – диаметр вала, мм;

T _кр– крутящий момент, Н·м;

[t] – допускаемое напряжение материала вала [t] ( 0,5σ _t, МПа) [3].

Также можно производить расчет по формулам из литературы [4, 11].

При наличии шпоночного паза в опасном сечении вала полученное значение необходимо увеличить на 5…10 %.

Проверочный расчет валов проводится на статическую и усталостную прочность, а также на жесткость. Основными изгибающими нагрузками на валы являются силы в зубчатых передачах. Влияние веса вала и насаженных деталей в передаче обычно не учитывается. Силы трения в подшипнике также не учитываются.

Валы проверяются на прочность по формуле

,

где σ – напряжение, возникающее в теле вала,МПа;

T _кр– максимальный крутящий момент в опасном сечении, Н·мм;

М _и – максимальный изгибающий момент в опасном сечении, Н·мм:

,

где М _и.г и М _и.в – максимальные изгибающие моменты в опасном сечении, действующие соответственно в горизонтальной и вертикальной плоскостях);

W – момент сопротивления в опасном сечении, мм³;

[σ] – допускаемое напряжение, МПа, определяемое при динамическом расчете стальных валов по пределу усталости с учетом факторов, вызывающих концентрацию напряжений, и диаметру вала.

Момент сопротивления в опасном сечении для круглого сплошного вала.

.

Момент сопротивления в опасном сечении длякруглогополого вала (диаметр отверстия в валу d _o)

,

Расчетную нагрузку определяют по моментам или силам (задаваемым обычно тоже на входе или выходе), передаточному отношению и КПД.

Расчетный крутящий момент на валу

или ,

где η – КПД участка кинематической цепи от двигателя до рассчитываемого вала;

T _д– крутящий момент на валу двигателя, Н·м;

U = w₀ / w– передаточное отношение от двигателя до выходного вала;

w– расчетная частота вращения вала, с^–1;

w₀ – частота вращения вала двигателя, с^–1;

Р _д– мощность на валу двигателя, Вт.

Окружная сила на зубчатых колесах

,

где Т _кр– крутящий момент на колесе, Н·мм;

d – делительный диаметр зубчатого колеса.

Суммарная сила, действующая на вал со стороны зубчатых колес (сумма окружной и радиальной сил):

,

где d – делительный диаметр зубчатого колеса или цепной звездочки, мм;

Т _кр– крутящий момент на колесе, Н·мм.

Дата добавления: 2015-06-27