Расчетная схема и порядок расчета вала
|
| Рис. 6.2 | Выполняется на стадии эскизного проекта. Вал рассматривается как балка на двух опорах – подшипниках (рис. 6.2). Силы, действующие на вал со стороны насаженных на него деталей, условно считают сосредоточенными и приложенными по серединам длин ступиц. На валы действуют: а) силы внутри опор: в зацеплениях зубчатых (червячных) передач Ft, Fr, Fa; от других передач и устройств; б) консольные нагрузки на входных и выходных концах от ременных, цепных, зубчатых передач и других деталей; от муфт FM в связи с несоосностями соединяемых ими валов (FM – радиальная сила). Для предварительного расчета можно принять силу муфты FM = 50T1/2, Н, где Т , H·м. в) вращающий моментТ; г) изгибающие моментыMa от эксцентрично приложенных осевых сил Fa: Ma = 10-3Far, H·м, где r = d/2 – радиус (плечо) приложения силы Fa. Подшипник, воспринимающий толь- ко радиальную нагрузку, заменяют шарнирно- подвижной опорой 1 (рис. 6.2). |
Подшипник, воспринимающий радиальную и осевую нагрузки – шарнирно-неподвижной (фиксирующей) опорой 2.
Условную опору (точку 0 приложения сил реакций) располагают на середине радиальных подшипников качения (рис. 6.3, а) или со смещением а (рис. 6.3, б) от внешнего торца подшипника для радиально-упорных подшипников (обоснование см. в разделе подшипников качения). У валов на подшипниках скольжения (рис. 6.3, в) давление по длине l подшипника распределено неравномерно вследствие деформации вала. Поэтому опору смещают в сторону нагруженного пролета (расстояние 0,3l).
Длины участков валов li (рис. 6.2) определяют расчетом или с чертежей узлов.
Порядок расчета(рис. 6.2).
|
| Х (по направлению сил Ft) и вертикальнойY (по направлению Fr и Ma) плоскостях. Известные по направлению консольные нагрузки FK (от зуб-чатых, ременных, цепных передач) прикладывают в виде проекций FKх и FKy по плоскостям X и Y. 2. По уравнениям статики определяют реакции опор в плоскостях X и Y: Rx1, Rx2, Ry1, Ry2. Если R получится со знаком минус, то необходи- | а) б) в) Рис. 6.3 |
мо сменить направление этой реакции на противоположное.
3. Раздельно по плоскостям X и Y строят эпюры изгибающих моментов Mx, My.
4. Так как направление силы муфты FM неизвестно, то отдельно находят от нее реакции опор RM1 = FMlк / l и RM2 = FM(lк + l) / l и строят эпюру моментов ММ от силы FM, не совмещая ее с плоскостями X и Y: MM1 = 10-3RM1l1; MM2 = 10-3RMlк, Н·м.
5. Строят эпюру вращающего момента Т, Н·м.
6. Вычисляют суммарные реакции опор: R1 = (Rx12 + Ry12)1/2; R2 = (Rx22 + + Ry22)1/2.
В запас прочности считают, что RM1 совпадает с R1, а RM2 – с R2. Полные реакции опор (для подбора подшипников): Fr1 = R1 + FM1; Fr2 = R2 + FM2.
7. Предположительно устанавливают опасные сечения, исходя из эпюр моментов, размеров и формы поперечных сечений вала, наличия концентраторов напряжений.
Например, для схемы (рис. 6.2) опасными (обозначено "оп. с.") являются:
а) сечение 1 – под зубчатым колесом: моменты Mx, My, MM1, T; концентраторы напряжений – посадка с натягом ступицы колеса на вал и шпоночный паз;
б) сечение2 – на месте подшипника качения: моменты MM2, T; концентратор напряжения – посадка с натягом внутреннего кольца подшипника.
8. Суммарные изгибающие моменты в опасных сечениях:
M = (Mx2 + My2)1/2 + MM.
Дата добавления: 2014-12-13; просмотров: 841;