Уточненный расчет валов

Червячный вал проверять на прочность не следует, так как размеры его поперечных сечений, принятые при конструировании после расчета геометрических характеристик, значительно превосходят те, которые могли быть получены расчетом на кручение.

Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения - по от нулевому (пульсирующему).

Уточненный расчет состоит в определении коэффициентов запаса прочности s для опасных сечений и сравнении их с требуемыми (допускаемыми) значениями [s]. Прочность соблюдена при s ≥ [s].

Будем производить расчет для предположительно опасных сечений каждого из валов.

Ведущий вал.

Материал вала сталь 45, термическая обработка — улучшение.

По данным при диаметре заготовки (в нашем случае dal = 96 мм) среднее значение σB = 570 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле изгиба

σ-1 ≈ 0,43 σB = 0,43 ∙ 780 = 245 МПа.

Предел выносливости при симметричном цикле касательных напряжений

τ-1 ≈ 0,58 σ-1 = 0,58∙ 245 = 142 МПа.

Рисунок 4 - Расчетная схема вала червячного колеса

Сечение А - А.

Это сечение при передаче вращающего момента от электродвигателя через муфту рассчитываем на кручение. Концентрацию напряжений вызывает наличие шпоночной канавки.

Коэффициент запаса прочности

где амплитуда и среднее напряжение от нулевого цикла

.

При d = 25 мм; b = 8 мм; t1 = 4 мм по данным

мм3;

МПа.

Принимаем :

kτ = 1,68 [1, c.165], εt ≈ 0,81 [1, c.166] и ψτ ≈ 0,1 [1, с.166].

. .

ГОСТ 16162 - 78 указывает на то, чтобы конструкция редукторов предусматривала возможность восприятия радиальной консольной нагрузки, приложенной в середине посадочной части вала. Величина этой нагрузки для одноступенчатых зубчатых редукторов на быстроходном валу должна быть при 25∙103 Н∙мм < ТБ < 250∙ 103 Н ∙ мм.

Приняв у ведущего вала длину посадочной части под муфту равной длине полумуфты l = 70 мм (муфта УВП для валов диаметром 26 мм), получим изгибающий момент в сечении А — А от консольной нагрузки:

H ∙ мм.

Коэффициент запаса прочности по нормальным напряжениям

,

здесь опущены промежуточные выкладки (аналогичные выкладки см. ниже в расчете ведомого вала).

Результирующий коэффициент запаса прочности

,

s < [sτ ]

получился близким к коэффициенту запаса sτ = 13,85. Это незначительное расхождение свидетельствует о том, что консольные участки валов, рассчитанные по крутящему моменту и согласованные с расточками стандартных полумуфт, оказываются прочными и что учет консольной нагрузки не вносит существенных изменений. Надо сказать и о том, что фактическое расхождение будет еще меньше, так как посадочная часть вала обычно бывает короче, чем длина полумуфты, что уменьшает значения изгибающего момента и нормальных напряжений.

Такой большой коэффициент запаса прочности объясняется тем, что диаметр вала был увеличен при конструировании для соединения его стандартной муфтой с валом электродвигателя.

По той же причине проверять прочность в сечениях Б - Б и В - В нет необходимости.

Другое по теме:

ЗАО "Первый контейнерный терминал"
Морской порт Санкт-Петербург (далее Порт) - один из крупнейших российских транспортных узлов, а также ведущий российский морской порт на Северо-Западе России. ЗАО "Первый контейнерный терминал" - специализированная стивидорная к ...

Анализ оборотных активов
Величина и структура оборотных активов должна соответствовать потреб­ностям организации, т.е. текущие активы должны быть минимальными, но дос­таточны для успешного функционирования организации. По степени ликвидно­сти текущие активы можно ...

Определение мощности тяговой подстанции и количества тяговых трансформаторов
Расчёт нагрузок подстанции следует начать с определения средних и эффективных токов подстанции при проходе поездом фидерных зон. а) строится зависимость тока поезда от времени и расстояния Iп(l), Iп(t); б) располагаем тяговые подстанции ...