Расчет валов на прочность

В начале проектирования известны крутящие моменты, передаваемые валами, но еще нет данных для определения изгибающих моментов, так как не известны плечи нагрузок; поэтому первым этапом является предварительный, а вторым - уточненный расчет.

Предварительный расчет валов

Расчет производится на кручение с уменьшением допускаемых напряжений в 3 - 4 раза, так как не учитывается действие изгиба.

_(2.9.1)

Полученный расчетный диаметр:

_(2.9.2)

должен быть увеличен на глубину шпоночного паза и округлен до ближайшего стандартного значения.

Уточненный расчет валов

Расчет производится на совместное действие изгиба и кручения; нормальные от изгиба и касательные от кручения напряжения суммируются обычно по III (а иногда по IV) теории прочности.

Эпюры изгибающих моментов строятся отдельно в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Все силы разлагаются на составляющие, действующие в этих плоскостях. Результирующая эпюра изгибающих моментов получается векторным суммированием моментов, действующих в вертикальной и горизонтальной плоскости.

Проверочный расчет валов на сопротивление усталости заключается в определении расчетных коэффициентов запаса прочности в опасных сечениях с учетом концентрации напряжений.

Расчет валов на жесткость

В некоторых случаях прочный вал не удовлетворяет требованиям жесткости - деформации изгиба или кручения превы­шают допустимые нормы. В частности, например, большой прогиб валов может приводить к перекосу зубьев шестерен в зацеплении и, следовательно, повышенному их износу. Определение прогибов валов производится по известным формулам курса "Сопротивление материалов". Сначала определяется максимальный прогиб в плоскости (Y)- f_y, затем в плоскости (Z) - f_z, после чего эти прогибы векторно суммируются и срав­ниваются с допустимым.

Максимальный угол закручивания определяется также по формулам курса "Сопротивление материалов".

Допускаемый угол закрутки в градусах на метр длины можно принимать равным:

Назначение и классификация конструкция материалы валов и осей; проектный и проверочный расчет валов и осей; конструктивные и технологические способы повышения сопротивления усталости.

Тема 3.10 Подшипники скольжения

Конструкции подшипников скольжения, достоинства, недостатки, область применения; виды смазки; материалы вкладышей; смазочные материалы; виды разрушения вкладышей; расчет подшипников скольжения; подвод смазочного материала; КПД подшипников скольжения.

Подшипники служат опорами для вращающихся валов. Они разделяются на две основные группы:

а) подшипники скольжения,

б) подшипники качения.

Подшипники качения следует применять везде, где это возможно, так как они обладают следующими крупными достоинствами.

а) низким относительным коэффициентом трения;

б) малой чувствительностью к недостатку смазки;

в) комплектной взаимозаменяемостью в мировом масштабе;

г) относительной дешевизной, благодаря массовому характеру производства.

К недостаткам подшипников качения можно отнести:

а) слабую сопротивляемость ударной нагрузке;

б) невозможность работы на сверхвысоких скоростях (свыше 50000 об/мин), вследствие прогрессивного возрастания центробежных сил инерции;

в) плохую работу в загрязненной среде.

Подшипники скольжения следует применять там, где нельзя применить подшипники качения, а именно:

а) когда подшипник должен быть разъемным по оси (например, подшипники средних шеек коленчатого вала);

б) для очень больших нагрузок, когда подходящих стандартных подшипников качения подобрать нельзя;

в) для сверхбыстроходных валов, где центробежные силы инерции не допускают применения подшипников качения;

г) для работы в сильно загрязненной среде или воде.

Распространенное мнение, что подшипники скольжения дешевле подшипников качения, глубоко ошибочно.