сопромат

Расчет валов на прочность
он-лайн



Готово

Схема вала.

Размеры

Согласно схеме: l1 = 17 мм; d1 = 35 мм; l2 = 10 мм; d2 = d3 = 39 мм; l3 = 56 мм; l4 = 10 мм; d4 = d5 = 43 мм; l5 = 48 мм; l6 = 10 мм; d6 = 39 мм; l7 = 17 мм; d7 = 35 мм;

Нагрузки

Окружная сила Ft1 = 2794 Н;
Окружная сила Ft2 = 2794 Н;
Радиальная сила Fr1 = 1023 Н;
Радиальная сила Fr2 = 1023 Н;
Осевая сила Fa1 = 313 Н;
Осевая сила Fa2 = 313 Н;
Передаваемый момент Т = 348 Н∙м;

Свойства материала

σт = 750 МПа;
τт = 450 МПа;

Теоретическая часть

Расчет на статическую прочность. Проверку статической прочтности выполняют в целях предупреждения пластических деформаций в период действия кратковременных перегрузок (например, при пуске, разгоне, реверсировании, торможении, срабатывании предохранительного устройства). [1, стр. 165]

Величина нагрузки зависит от конструкции передачи (привода). Так при наличии предохранительной муфты величину перегрузки определяет момент, при котором эта муфта срабатывает. При отсутствии предохранительной предохранительной муфты возможную перегрузку условно принимают равной перегрузке при пуске приводного электродвигателя. [1, стр. 165]

В расчете используют коэффициент перегрузки Kп = Tmax/T, где Tmax - максимальный кратковременный действующий вращающий момент (момент перегрузки); T - номинальный (расчетный) вращающий момент. [1, стр. 165]

Коэффициент перегрузки выбирается по справочной таблице 24.9 [1]. Для выбранного двигателя:

Kп = 2.4 .

В расчете определяют нормальные σ и касательные τ напряжения в рассматриваемом сечении вала при действии максимальных нагрузок:

σ = 103Mmax/W + Fmax/A; τ = 103Mкmax/Wк,

где - суммарный изгибающий момент, Н∙м; Mкmax = Tmax = KпT - крутящий момент, Н∙м; Fmax = KпF - осевая сила, Н; W и Wк - моменты сопротивления сечения вала при расчете на изгиб и кручение, мм3; A - площадь поперечного сечения, мм2. [1, стр. 166]

Частные коэффициенты запаса прочности по нормальным и касательным напряжениям (пределы текучести σт и τт материала см. табл. 10.2[1]) [1, стр. 166]:

Sтσ = σт/σ; Sтτ = τт/τ.

Общий коэффициент запаса прочности по пределу текучести при совместном действии нормальных и касательных напряжений [1, стр. 166]

Статическую прочность считают обеспеченной, если Sт ≥ [Sт], где [Sт] = 1,3...2 - минимально допустимое значение общего коэффициента запаса по текучести (назначают в зависимости от ответсвенности конструкции и последствий разружения вала, точности определения нагрузок и напряжений, уровня технологии изготовления и контроля). [1, стр. 166]

Рис. 12 [рис. 10.13, в]

Моменты сопротивления W при изгибе, Wк при кручении и площадь A вычисляют по нетто-сечению для вала с одним шпоночным пазом [1, стр. 166]:

W = πd3/32 - bh(2d-h)2/(16d);

Wк = πd3/16 - bh(2d-h)2/(16d);

A = πd2/4 - bh/2.

При расчетах принимают, что насаженные на вал детали передают силы и моменты валу на середине своей ширины. [1, стр. 164]

Расчет на статическую прочность

Расчет на статическую прочность. Расчет на прочность производится с помощью программных средств сайта sopromat.org

Длины участков для расчетных схем вала:

L1 = 46.5 мм; L2 = 62 мм; L3 = 42.5 мм.

Расчетная схема вала для построения эпюры Mx:

Эпюра Mx:

Расчетная схема вала для построения эпюры My:

Эпюра My:

Расчетная схема вала для построения эпюры N:

Эпюра N (осевые факторы):

Расчетная схема вала для построения эпюры Mкр:

Эпюра Mкр:

Очевидно, что опасным является место зубчатого зацепления, в котором действуют все виды внутренних факторов. Рассмотрим его:

Mx = 46309 Н∙мм;

My = 53345 Н∙мм;

F = 313 Н;

Mк = 348 Н∙м;

Mmax = 169539.4 Н∙мм;

Fmax = 2.4 ∙ 313 = 751.2 Н;

Mкmax = 2.4 ∙ 348 = 835.2 Н∙м.

Расчетный диаметр в сечении вала-шестерни: d = 39 мм.

W = 5823.63 мм3;

Wк = 11647.26 мм3;

A = 1194.59 мм2.

σ = 29.74 МПа;

τ = 71.71 МПа.

Частные коэффициенты запаса:

S = 25.22;

S = 6.28;

Общий коэффициент запаса:

ST =6.09.

Список используемой литературы

1. Дунаев П.Ф., Леликов О.П., Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для техн. спец. вузов. - 6-е изд., исп. - М.: Высш. шк., 2000. - 447 с., ил.

2. Анурьев В. И. Справочник конструктора – машиностроителя. В 3-х томах. Т.1. - 6е изд., перераб и доп. - М.: Машиностроение, 1982. - 736с.:ил.

Проверьте расчет.

Если Вы нашли какую-либо ошибку, пожалуйста, напишите на форуме. Я обязательно исправлю в кратчайшие сроки.

Вход
Логин:
Пароль:

Регистрация
Забыли пароль?


Расчет редукторов
Расчет редуктов он-лайн
Расчет любого редуктора он-лайн.
Записка + чертежи
reduktor.sopromat.org


При любом использовании материалов сайта ссылка обязательна.

© Дмитрий Терехов, 2009-2010.