Проектный расчет валов и опорных конструкций

Динамика Потенциальное силовое поле Закон сохранения полной механической энергии Работа силы Центр масс системы Центробежные моменты инерции Определение опорных реакций Проверочный расчёт цилиндрической передачи

Проектный расчет валов и опорных конструкций.
Проектный расчёт ставит целью определить ориентировочно геометрические размеры каждой ступени вала: её диаметр d и длину l.
Основными критериями работоспособности проектируемых редукторных валов являются прочность и выносливость. Они испытывают сложную деформацию совместное действие кручения, изгиба и растяжения (сжатия).
Выбор подшипника для данных условий работы редуктора зависит от ряда факторов: передаваемой мощности редуктора, типа
передачи, соотношения сил в зацеплении, частоты вращения внутреннего кольца подшипника, требуемого срока службы, приемлемой стоимости, схемы установки.
Выбор вала зависит от количества и размеров ступеней, и соответственно от количества и размеров установленных на вал деталей.
3.1. Выбор материала валов.
Для изготовления валов редуктора двигателя серии 4А типа М132S4УЗ используем легированную сталь 45 .

Термообработка – улучшение. При данном виде термообработки повышается прочность, что является резервом нагрузочной способности вала. Проверка интеграла Мора на примере плоской статически неопределимой рамы Опытное определение величины горизонтального перемещения подвижной опоры статически определимой рамы и распорного усилия статически неопределимой рамы. Сравнение этих величин с данными, полученными по теоретическим формулам.

3.2. Выбор допускаемых напряжений на кручение.
Проектный расчёт валов редуктора выполняют только по напряжениям кручения. Для компенсации этого значения допускаемых напряжений на кручение выбирают заниженными в пределах []к = 10...15 Н/мм2. Меньшие значения []к для быстроходных валов, большие значения []K для тихоходных валов.
Вал представляет собой ступенчатое цилиндрическое тело, количество и размеры ступеней которого зависят от количества и размеров установленных на вал деталей.
Допускаемые значение напряжений на кручение выбирают из диапазона:
Меньшее значение для быстроходных валов –
Большее значение для тихоходных –
Определение геометрических параметров.

Ступень вала и её параметры
d , l

Вал-шестерня коническая

Вал колеса

1

2

3

4

1 – под
элемент открытой
передачи или полумуфту

d1

примем d1=40мм

Т - крутящий момент, Нм

l1

l1 = 1.3d1=52мм

l1 = 1.3d1 =52мм

2 – под
уплотнение крышки с
отверстием и
подшипник

d2

d2 = d1 + 2t =45мм
только под уплотнение

d2 = d1 + 2t=45мм

l2

l2 1.25d2 =30мм -
только под уплотнение

l2 1.25d2=60мм

3 – под
шестерню, колесо

d3

d3 = d2 + 3.2r=60мм

d3 = d2 + 3.2r=52мм

l3

l3 определяется графически на эскизной компоновке

4 – под
подшипник

d4

d4=50мм

d4 = d2=45мм

l4

l4 определяется
графически

l4=B - для шариковых подшипников;
l4 = B - для роликовых конических подшипников

5 – под резьбу

d5

d5 =48мм

d5 = d3 + 3f=56.8мм

l5

l5 0.4d4=20мм

l5 определяется графически

Законы механики Ньютона: 1 закон, закон инерции: Если на изолированную точку не действ. никакие силы или действует уравновешенная система сил, то эта точка находиться в покое или равномерном, прямолинейном движении.

Основные теоремы динамики

Ступень вала и её параметры d , l			Вал-шестерня коническая		Вал колеса
1		2	3		4
1 – под элемент открытой передачи или полумуфту		d1	примем d1=40мм		Т - крутящий момент, Нм
		l1	l1 = 1.3d1=52мм		l1 = 1.3d1 =52мм
2 – под уплотнение крышки с отверстием и подшипник		d2	d2 = d1 + 2t =45мм только под уплотнение		d2 = d1 + 2t=45мм
		l2	l2 1.25d2 =30мм - только под уплотнение		l2 1.25d2=60мм
3 – под шестерню, колесо		d3	d3 = d2 + 3.2r=60мм		d3 = d2 + 3.2r=52мм
		l3	l3 определяется графически на эскизной компоновке
4 – под подшипник		d4	d4=50мм	d4 = d2=45мм
		l4	l4 определяется графически	l4=B - для шариковых подшипников; l4 = B - для роликовых конических подшипников
5 – под резьбу	d5		d5 =48мм	d5 = d3 + 3f=56.8мм
	l5		l5 0.4d4=20мм	l5 определяется графически