Контрольні питання

1. Наведіть класифікацію пасових передач?

2. Назвіть переваги клинових пасів перед плоскими?

3. Які напруження виникають у пасі при його роботі?

4. В чому полягає різниця між буксуванням та пружним ковзанням паса?

5. Наведіть способи натягування паса?

6. Які переваги використання зубчастих пасів?

7. Дайте порівняльну характеристику пасових та фрикційних передач.

8. Який графік називають кривою ковзання?

9. Що називають коефіцієнтом пружного ковзання та чому він дорівнює?

10. Як впливає міжосьова відстань на роботу пасової передачі?

41

Практичне заняття № 13 Розрахунок валів та осей.

Мета: Поглибити теоретичні знання при проведенні практичних розрахун-ків. Оволодіти методикою розрахунку валів редукторів.

Література: Л. 1 с. 400 – 408; Л. 3 с. 242 – 244; Л. 6 с. 187 – 199.

Теоретичні відомості

Деталь, на яку насаджують (рухомо або нерухомо) пристрої, які оберта-ються (блок, зубчасте колесо та інші. ) називають валом або віссю. Вали та осі розрізняють між собою за умовами роботи: вісь не передає обертаючого

моменту та працює тільки на згин. Осі можуть обертатись, або бути нерухо-мими. Вал завжди обертається та завжди передає обертовий момент, тобто передає механічну роботу.

Вали класифікують:

• за призначенням (вали передач, корінні вали та інші .);

• за формою геометричної вісі (прямі, кривошипні, колінчасті);

• за формою та конструктивним признакам (гладкі, ступінчасто-променевого перерізу та інші. )

Вали та осі виготовляють з вуглецевої (Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, сталь 30, 35, 40, 45, 50) та легованої (сталь 40Х, 40ХН, 30ХН3А, 30ХГТ) сталей.

Студенту необхідно знати:

• призначення валів та осей;

• види деформацій валів та осей;

• з яких матеріалів виготовляють вали та осі.

Студенту необхідно вміти:

• визначати сили діючі в зчепленні;

• визначати реакції опор вала за розрахунковою схемою;

• будувати епюри згинаючих моментів та епюру обертового моменту;

• визначати діаметр вала в небезпечному перерізі, використовуючи гіпотезу найбільших дотичних напружень.

Прилад виконання завдання

Розрахувати вихідний вал циліндричного косозубого редуктора (рис. 16), з’єднаного з валом виробничою машиною муфтою, якщо:

, , , , , , .

а) б)

Рис. 16

42

Розв’язок:

1. Креслимо схему навантаження вала (рис. 17) та визначаємо сили, які діють в зчепленні:

Рис. 17

1.1. Визначаємо колову швидкість:

.

1.2. Визначаємо осьову силу:

.

1.3. Визначаємо радіальну силу:

.

2. Визначаємо реакції опор вала, користуючись розрахунковою схемою:

2.1. Визначаємо опорні реакції в площині :

;

;

;

2.2. Визначаємо опорні реакції в площині :

,

;

;

.

3. Визначаємо згинаючі моменти в перерізі під серединою колеса та обертовий момент; будуємо епюри згинаючих моментів в вертикальній та горизонтальній площинах та епюру обертових моментів (рис. 18):

3.1 Визначаємо згинаючий момент в площині :

;

;

;

розрахунковий згинаючий момент в площині дорівнює ;

3.2. Визначаємо згинаючий момент в площині

,

розрахунковий згинаючий момент в площині дорівнює ;

43

3.3. Визначаємо момент, який передається валом, що дорівнює обертово-му моменту, який виникає в поперечних перерізах вала від вихідного кінця до середини колеса:

;

3.4. Визначаємо сумарний згинаючий момент в перерізі посередині колеса:

4. Вибираємо матеріал та визначаємо допустимі напруження. Приймаємо для виготовлення вала сталь 50 (термічна обробка нормалізація).

За ГОСТ 1050-74 (див. додаток Е) для сталі 50, при діаметрі заготовки до 100 мм .

Рис. 18

5. Визначаємо межу витривалості при симетричному циклі згину:

.

Приймаючи та , отримуємо;

.

6. Визначаємо діаметр вала в небезпечному перерізі, використовуючи гіпотезу найбільших дотичних напружень:

,

звідси:

44

.

Враховуючи послаблення вала шпонковою канавкою, збільшуємо діаметр вала на 10%: .

Округлюючи по ряду CТ СЭВ 514-77 (див. додаток І), приймаємо .

7. Перевіряємо жорсткість проектованого вала:

7.1. Визначаємо силу, яка згинає вал:

.

7.2. Визначаємо нормальний модуль та допустимий прогин для вала з зубчастим колесом:

,

.

7.3. Визначаємо прогин вала в місці посадки зубчастого колеса (під дією сили ) при: (див. додаток Д);

;

.

,

що значно менше .

7.4. Визначаємо кут повороту вала з урахуванням зменшення прийнятого діаметра приблизно на 20% (оскільки конструкція вала ступінчаста) при: (див. додаток Д); ; ;

.

,

що значно менше на довжині вала.